КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ОТ ДЕЙСТВИЙ ПОСТОРОННИХ ЛИЦ Российский патент 2021 года по МПК B61L15/00 

Изобретение относится к компоновочной схеме для защиты рельсового транспортного средства от действий (например, запуск, движение и т.д.) посторонних лиц. Изобретение относится при этом к рельсовым транспортным средствам, которыми являются, в частности, моторные единицы подвижного состава, локомотивы, железнодорожный подвижной состав и т.д.

Эксплуатанты рельсовых транспортных средств всё чаще выдвигают требование защиты последних от действий посторонних лиц.

Из-за разницы инфраструктур эксплуатантов рельсовых транспортных средств и большого срока службы рельсовых транспортных средств до 40 и более лет находящиеся в настоящее время в эксплуатации рельсовые транспортные средства оборудованы очень разными и частично устаревшими защитными механизмами.

Для защиты рельсовых транспортных средств от действий посторонних лиц используют, например, механические системы запирания (например, дверные замки) или применяют электронные ключи-выключатели для защиты рельсовых транспортных средств.

Некоторые эксплуатанты применяют стандартизированные концепты дистанционного управления рельсовыми транспортными средствами (тяговыми единицами подвижного состава), обеспечивающие дистанционное управление транспортным средством извне. Так, например, работа системы управления подвижных единиц или прицепного вагона с постом управления реализуется посредством поездных шин управления или дистанционного радиоуправления. Такие системы дистанционного управления, как правило, не имеют специальной защиты от вредящих манипуляций посторонних лиц на рельсовом транспортном средстве. На части более старых транспортных средств подвижного состава вообще не предусмотрены механизмы для необходимой защиты от действий посторонних лиц.

В некоторых случаях посторонние лица могут легко обойти применяемые защитные механизмы, исходя из общего технического прогресса. Адаптирование имеющихся защитных механизмов или дооборудование рельсовых транспортных средств защитной техникой современного уровня безопасности связано с большими затратами и соответственно с большой их стоимостью.

Поэтому задача настоящего изобретения - предложить усовершенствованную компоновочную схему для защиты рельсового транспортного средства от действий посторонних лиц, обеспечивающую новые и существующие транспортные средства недорогой повышенной защитой.

Эту задачу решают посредством признаков по независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты усовершенствования раскрыты в зависимых пунктах формулы.

Изобретение относится к компоновочной схеме для защиты рельсового транспортного средства от действий посторонних лиц. Рельсовое транспортное средство содержит электронный блок управления транспортным средством, соединенный с устройством включения тяги. Устройство включения тяги управляет тяговыми компонентами для работы рельсового транспортного средства. Блок управления транспортным средством соединен с устройством включения высокого напряжения, управляющим высоковольтными компонентами для работы рельсового транспортного средства.

Компоновочная схема содержит блокиратор с управляемыми выключателями. Первый выключатель подключен между блоком управления транспортным средством и устройством включения тяги таким образом, что управление тяговыми компонентами в разомкнутом положении первого выключателя блокировано и выполняется в замкнутом положении первого выключателя. Второй выключатель подключен между блоком управления транспортным средством и устройством включения высокого напряжения таким образом, что разомкнутом положении второго выключателя управление высоковольтными компонентами блокировано и выполняется в замкнутом положении второго выключателя. Блокиратор соединен для управления выключателями с устройством включения, которое после проведения аутентификации авторизованного лица замыкает выключатели, чтобы обеспечить соответствующее управление и, таким образом, работу рельсового транспортного средства.

В предпочтительном варианте усовершенствования устройство включения содержит систему включения, которая инициирует замыкание выключателей после аутентификации авторизованного лица.

При этом система включения предпочтительно соединена с локальным устройством включения, выполненным с возможностью осуществления аутентификации авторизованного лица.

В предпочтительном варианте усовершенствования локальное устройство включения выполнено в виде ключа-выключателя, который после проведения аутентификации авторизованного лица передает на систему включения сигнал инициирования замыкания выключателей.

В предпочтительном варианте усовершенствования система включения соединена с локальным устройством включения посредством бинарного соединения.

В предпочтительном варианте усовершенствования устройство включения содержит декодер кода включения, который инициирует замыкание выключателей после проведения аутентификации авторизованного лица. Декодер кода включения соединен с устройством передачи кода, выполненным с возможностью проведения аутентификации авторизованного лица и последующей передачи подтвержденной аутентификации на декодер кода включения. В предпочтительном варианте усовершенствования устройство передачи кода соединено с декодером кода включения системой шин.

В предпочтительном варианте усовершенствования подтвержденная аутентификации, передаваемая на декодер кода включения, содержит время начала и время завершения проведенной аутентификации. Декодер кода включения инициирует замыкание выключателей только при соответствии данных по времени заданным временным параметрам.

В предпочтительном варианте усовершенствования устройство включения содержит декодер кода включения, инициирующий замыкание выключателей после проведенной аутентификации авторизованного лица. Декодер кода включения соединен с устройством (6) ввода кода, выполненным с возможностью проведения аутентификации авторизованного лица и последующей передачи подтвержденной аутентификации на декодер кода включения.

В предпочтительном варианте усовершенствования устройство ввода кода соединено с декодером кода включения посредством системы шин.

В предпочтительном варианте усовершенствования передаваемая на декодер кода включения подтвержденная аутентификация содержит данные номера поезда и/или данные персонального номера идентификации авторизованного лица. Эти данные сравниваются с соответствующими данными, сохраненными в рельсовом транспортном средстве. Декодер кода включения инициирует замыкание выключателей только при совпадении данных при указанном сравнении.

В предпочтительном варианте усовершенствования рельсовое транспортное средство содержит первую систему поездных шин, по которой передают сигналы управления рельсовым транспортным средством для системы управления подвижных единиц. Третий выключатель встроен в первую систему поездных шин таким образом, что при разомкнутом третьем выключателе передача сигналов управления блокирована и происходит передача сигналов при замкнутом третьем выключателе.

В предпочтительном варианте усовершенствования рельсовое транспортное средство содержит любую необходимую вторую систему поездных шин, по которой передают сигналы управления рельсовым транспортным средством для системы управления подвижных единиц. Четвертый выключатель встроен во вторую систему поездных шин таким образом, что при разомкнутом четвертом выключателе передача сигналов управления блокирована и происходит при замкнутом четвертом выключателе.

Например, первая или вторая система поездных шин выполнена в виде известной “проводной поездной шины WTB”, в виде “поездной локальной Ethernet-сети ЕТВ”, “локальной сети контроллеров линии электропередач” и т.д.

Компоновочную схему по данному изобретению можно экономно и с малыми затратами нарастить в существующих транспортных средствах.

Компоновочная схема по данному изобретению аналогична по устройству и ее можно также с малыми затратами и экономно встроить в новые транспортные средства.

Компоновочная схема по данному изобретению обеспечивает высокую защиту путем блокировки главных систем рельсового транспортного средства (например, тяговые компоненты, высоковольтные компоненты и т.д.).

Компоновочная схема по данному изобретению дополняет без интерфейсных проблем уже возможно существующие меры безопасности.

Компоновочная схема по данному изобретению, в отношении ее изготовления, предпочтительно обеспечивается в виде готовых стандартных компонентов, так чтобы схема могла быть встроена в рельсовые транспортные средства различных видов (локомотивы, мотор-вагонный подвижной состав, трамваи, поезда метро и т.д.). Компоновочная схема по данному изобретению функционирует в качестве электронного “усовершенствованного устройства автоматической блокировки”, встроенного в электрические схемы управления для высоковольтного оборудования, главных выключателей, пантографа, а также для устройства включения привода (“устройства включения тяги”). Эти схемы управления в виде “замкнутых контуров включения” выполнены, как правило, в виде компоновки последовательных схем нескольких систем и существуют почти во всех транспортных средствах с электронным управлением.

Далее настоящее изобретение описано более подробно на примере единственной фигуры - фиг. 1.

На фиг. 1 показана схема компоновки по данному изобретению для защиты рельсового транспортного средства от действий посторонних лиц.

Рельсовое транспортное средство 1 содержит электронный блок 8 управления транспортным средством, соединенный с устройством 9 включения тяги. Устройство 9 включения тяги управляет тяговыми компонентами для работы рельсового транспортного средства.

Блок 8 управления транспортным средством соединен с устройством 10 включения высокого напряжения, которое управляет высоковольтными компонентами для работы рельсового транспортного средства 1.

Рельсовое транспортное средство 1 содержит блокиратор 4.3 с управляемыми выключателями 4.3.1 – 4.3.4.

Первый выключатель 4.3.1 подключен между блоком 8 управления транспортным средством и устройством 9 включения тяги, так что управление тяговыми компонентами при разомкнутом первом выключателе 4.3.1 блокировано и может осуществляться при замкнутом первом выключателе 4.3.1.

Второй выключатель 4.3.2 подключен между блоком 8 управления транспортным средством и устройством 10 включения высокого напряжения, так что управление высоковольтными компонентами при разомкнутом втором выключателе 4.3.2 блокировано и может осуществляться при замкнутом втором выключателе 4.3.2.

Блокиратор 4.3 соединен для управления выключателями 4.3.1 – 4.3.4 с устройством 4.0 включения, которое замыкает выключатели 4.3.1 – 4.3.4 после аутентификации авторизованного лица, для того чтобы обеспечить возможность соответствующего управления и, таким образом, работы рельсового транспортного средства 1.

Устройство 4.0 включения включает в себя систему 4.2 включения, которая после аутентификации авторизованного лица инициирует замыкание выключателей 4.3.1 – 4.3.4. Система 4.2 включения соединена с локальным разрешающим устройством 7, предназначенным для проведения аутентификации авторизованного лица.

Локальное разрешающее устройство 7 выполнено в виде ключа-выключателя, передающего после проведения аутентификации (т.е. подтверждения личности авторизованного лица) сигнал в систему 4.2 включения для инициирования замыкания выключателей.

В альтернативном варианте локальное разрешающее устройство 7 выполнено в виде системы аутентификации машиниста моторного транспортного средства (например, в виде устройства считывателя карты).

Система включения соединена с локальным разрешающим устройством 7 с помощью бинарным соединением 4.6.

Устройство 4.0 включения содержит декодер 4.1 кода включения, который после проведения аутентификации авторизованного лица инициирует замыкание выключателей 4.3.1 – 4.3.4.

Декодер 4.1 кода включения соединен с устройством 5 передачи кода, предназначенным для проведения аутентификации авторизованного лица и для последующей передачи действительной аутентификации на декодер 4.1 кода включения.

Устройство 5 передачи кода соединено с декодером 4.1 кода включения через систему шин 4.4.

Действительная аутентификация, передаваемая на декодер 4.1 кода включения, содержит данные о времени начала и времени завершения проведенной аутентификации. Декодер 4.1 кода включения инициирует замыкание выключателей только при совпадении данных по времени с заданными временными параметрами.

Декодер 4.1 кода включения соединен с устройством 6 ввода кода, предназначенным проведения аутентификации авторизованного лица и для последующей передачи действительной аутентификации на декодер 4.1 кода включения.

Устройство 6 ввода кода соединено с декодером 4.1 кода включения через систему шин 4.5.

В другом варианте действительная аутентификация, передаваемая на декодер 4.1 кода включения, содержит данные номера поезда и/или данные персонального идентификационного номера авторизованного лица. Эти данные сравнивают с соответствующими данными, занесенными в память рельсового транспортного средства. Декодер 4.1 кода включения инициирует замыкание выключателей только, если сравнение выявляет совпадение данных.

Система 4.2 включения для повышения системной безопасности соединена также с блоком 8 управления транспортным средством.

Рельсовое транспортное средство 1 имеет первую систему 2 поездных шин, посредством которой передают сигналы управления СМЕТ рельсового транспортного средства. Третий выключатель 4.3.3 встроен в первую систему 2 поездных шин таким образом, чтобы передача сигналов управления при разомкнутом третьем выключателе 4.3. блокировалась, а при замкнутом третьем выключателе 4.3.3 выполнялась.

Рельсовое транспортное средство 1 содержит вторую систему 3 поездных шин, посредством которой передают сигналы управления СМЕТ рельсового транспортного средства. Четвертый выключатель 4.3.4 встроен во вторую систему 3 поездных шин таким образом, чтобы передача сигналов управления при разомкнутом четвертом выключателе 4.3.4 была блокирована, а при замкнутом четвертом выключателе 4.3.4 выполнялась.

В предпочтительном варианте усовершенствования в качестве выключателей используют электрические контакты, предназначенные для уровней напряжения управляющего тока, применяемого в обычном рельсовом подвижном составе: 24В, 72В и 110В.

Декодер 4.1 кода включения принимает через соответствующую шину или передающие системы 4.4 и 4.5 разрешающую информацию и/или разрешающие сертификаты предпочтительно следующего содержания:

- данные по ключу включения или разрешающему сертификату для сравнения с верификационной информацией, записанной в систему рельсового транспортного средства 1;

- сложность ключа включения может варьироваться в зависимости от необходимого уровня безопасности; как правило, используют предпочтительно 256-битные ключи;

- разрешающая информация дополнительно содержит данные о времени начала включения и времени завершения включения; устройство 4.1 передает дальше разрешающую информацию только, если фактическое время совпадает с полученным временным интервалом и одновременно полученный ключ включения является правильным; по истечению указанного времени завершения включение прекращает действовать и функционал транспортного средства блокируется;

- разрешающая информация, не обязательно, содержит данные номера поезда и персональный ID машиниста моторного транспортного средства, которые сравнивают с информацией из устройства 6 ввода кода; на этом устройстве ввода обслуживающий персонал вводит номер поезда и/или персональный ID; только при совпадении введенной информации с переданными кодами/сертификатами декодер 4.1 направляет разрешающую информацию дальше через систему включения;

- в качестве систем передающих шин можно применять все общепринятые системы передачи данных (например, Ethernet-систему) или передачу на базе MVB;

- в качестве источника разрешающей информации могут применяться устройства 6 ввода кода, которые либо уже содержатся в транспортном средстве (например, дисплей кабины машиниста), или дополнительно установленные узлы ввода; альтернативно разрешающую информацию передают в систему посредством передатчиков 5 кодов; для этого используют имеющиеся в транспортном средстве устройства дистанционной передачи данных или также системы хранения данных с интерфейсами (например, сетевой накопитель NAS с USB-интерфейсом).

Описанные элементы - “устройство 4.0 включения” и “блокиратор 4.3” - в сочетании реализуют основные функции “усовершенствованного устройства” или “устройства автоматической блокировки”.

Изобретение относится к средствам защиты рельсового транспортного средства от действий посторонних лиц. Рельсовое транспортное средство (1) содержит блок (8) управления транспортным средством, который соединен с устройством (9) включения тяги, управляющим тяговыми компонентами для работы рельсового транспортного средства (1), блок (8) соединен с устройством (10) включения высокого напряжения, управляющим высоковольтными компонентами для работы рельсового транспортного средства (1), рельсовое транспортное средство (1) содержит блокиратор (4.3) с управляемыми выключателями (4.3.1-4.3.4), первый выключатель (4.3.1) подключен между блоком (8) управления транспортным средством и устройством (9) включения тяги таким образом, что управление компонентами тяги блокировано при разомкнутом первом выключателе (4.3.1) и выполняется при замкнутом первом выключателе (4.3.1), второй выключатель (4.3.2) подключен между блоком (8) управления транспортным средством и устройством (10) включения высокого напряжения таким образом, что управление высоковольтными компонентами блокировано при разомкнутом втором выключателе (4.3.2) и выполняется при замкнутом втором выключателе (4.3.2), при этом для управления выключателями (4.3.1-4.3.4) блокиратор (4.3) соединен с устройством (4.1, 4.2) включения, которое выполнено с возможностью замыкать выключатели (4.3.1-4.3.4) после аутентификации авторизованного лица для обеспечения возможности соответствующего управления и, таким образом, работы рельсового транспортного средства (1). Достигается возможность обеспечения комплексной защиты рельсового транспортного средства от несанкционированных действий. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Компоновочная схема для защиты рельсового транспортного средства (1) от действий посторонних лиц, характеризующаяся тем, что

рельсовое транспортное средство (1) содержит электронный блок (8) управления транспортным средством;

блок (8) управления транспортным средством соединен с устройством (9) включения тяги, управляющим тяговыми компонентами для работы рельсового транспортного средства (1);

блок (8) управления транспортным средством соединен с устройством (10) включения высокого напряжения, управляющим высоковольтными компонентами для работы рельсового транспортного средства (1);

рельсовое транспортное средство (1) содержит блокиратор (4.3) с управляемыми выключателями (4.3.1-4.3.4);

первый выключатель (4.3.1) подключен между блоком (8) управления транспортным средством и устройством (9) включения тяги таким образом, что управление компонентами тяги блокировано при разомкнутом первом выключателе (4.3.1) и выполняется при замкнутом первом выключателе (4.3.1);

второй выключатель (4.3.2) подключен между блоком (8) управления транспортным средством и устройством (10) включения высокого напряжения таким образом, что управление высоковольтными компонентами блокировано при разомкнутом втором выключателе (4.3.2) и выполняется при замкнутом втором выключателе (4.3.2);

при этом для управления выключателями (4.3.1-4.3.4) блокиратор (4.3) соединен с устройством (4.1, 4.2) включения, которое выполнено с возможностью замыкать выключатели (4.3.1-4.3.4) после аутентификации авторизованного лица для обеспечения возможности соответствующего управления и, таким образом, работы рельсового транспортного средства (1).

2. Компоновочная схема по п. 1, в которой устройство (4.1, 4.2) включения содержит систему (4.2) включения, инициирующую замыкание выключателей (4.3.1-4.3.4) после аутентификации авторизованного лица, при этом система (4.2) включения соединена с локальным устройством (7) включения, выполненным с возможностью проведения аутентификации авторизованного лица.

3. Компоновочная схема по п. 2, в которой локальное устройство (7) включения выполнено в виде ключа-выключателя, который выполнен с возможностью передавать сигнал системе (4.2) включения после проведения аутентификации авторизованного лица, с тем чтобы инициировать замыкание выключателей.

4. Компоновочная схема по п. 2 или 3, в которой система (4.2) включения соединена с локальным устройством (7) включения посредством бинарного соединения.

5. Компоновочная схема по п. 1, в которой

устройство (4.1, 4.2) включения содержит декодер (4.1) кода включения, выполненный с возможностью инициирования замыкания выключателей (4.3.1-4.3.4) после проведенной аутентификации авторизованного лица;

при этом декодер (4.1) кода включения соединен с устройством (5) передачи кода, выполненным с возможностью проведения аутентификации авторизованного лица и последующей передачи подтвержденной аутентификации на декодер (4.1) кода включения.

6. Компоновочная схема по п. 5, в которой устройство (5) передачи кода соединено с декодером (4.1) кода включения посредством системы шин (4.4).

7. Компоновочная схема по п. 5 или 6, в которой указанная подтвержденная аутентификация, передаваемая на декодер (4.1) кода включения, содержит данные о времени начала и времени завершения проведенной аутентификации, и декодер (4.1) кода включения выполнен с возможностью инициирования замыкания выключателей только при соответствии этих данных о времени заданным временным параметрам.

8. Компоновочная схема по п. 1, в которой устройство (4.1, 4.2) включения содержит декодер (4.1) кода включения, выполненный с возможностью инициирования замыкания выключателей (4.3.1-4.3.4) после проведенной аутентификации авторизованного лица, при этом декодер (4.1) кода включения соединен с устройством (6) ввода кода, выполненным с возможностью проведения аутентификации авторизованного лица и последующей передачи подтвержденной аутентификации на декодер (4.1) кода включения.

9. Компоновочная схема по п. 8, в которой устройство (6) ввода кода соединено с декодером (4.1) кода включения посредством системы шин.

10. Компоновочная схема по п. 8 или 9, в которой указанная подтвержденная аутентификация, передаваемая на декодер (4.1) кода включения, содержит данные номера поезда и/или данные персонального идентификационного номера авторизованного лица, причем указанные данные сравниваются с соответствующими данными, сохраненными в рельсовом транспортном средстве, при этом декодер (4.1) кода включения выполнен с возможностью инициирования замыкания выключателей только в случае совпадения данных при указанном сравнении.

11. Компоновочная схема по п. 1, в которой рельсовое транспортное средство (1) содержит первую систему (2) поездных шин, по которой передаются сигналы управления рельсовым транспортным средством для системы управления подвижными единицами, при этом в первую систему (2) поездных шин встроен третий выключатель (4.3.3) таким образом, что передача сигналов управления блокирована при разомкнутом третьем выключателе (4.3.3) и выполняется при замкнутом третьем выключателе (4.3.3).

12. Компоновочная схема по п. 1, в которой рельсовое транспортное средство (1) содержит вторую систему (3) поездных шин, по которой передаются сигналы управления рельсовым транспортным средством для системы управления подвижными единицами, при этом во вторую систему (3) поездных шин встроен четвертый выключатель (4.3.4) таким образом, что передача сигналов управления при разомкнутом четвертом выключателе (4.3.4) блокирована и выполняется при замкнутом четвертом выключателе (4.3.4).