Система управления движением поездов Российский патент 2021 года по МПК B61L27/00 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах автоматического управления движением поездов на перегонах и станциях.

Известно устройство для регулирования скорости движения поезда, содержащее установленные на пути генераторы кодовой комбинации номера перегона, генератор кодовой комбинации номера маршрута и формирователь сигнала задания маршрута, соединенный выходами с входами формирователя сигналов локомотивной сигнализации, а на локомотиве - блок обнаружения границ блок-участков, входом подключенный к первому выходу блока локомотивной сигнализации, два распределителя, выход первого распределителя соединен с первым входом первого блока памяти, второй вход которого и первый вход измерителя пути подключены к выходу второго распределителя, вход которого соединен с выходом приемника точечного канала связи, второй вход измерителя пути соединен с выходом датчика пройденного пути, подключенного к входу измерителя скорости, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, подключенного выходом к входу блока торможения, блок определения допустимой скорости поезда, соединенный первым входом с выходом измерителя пути, второй блок памяти, перекодирующий блок, корректирующий блок, блок определения границ станционного участка, блок определения границ блок-участка, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый элемент И и первый ключевой элемент, соединенный сигнальным входом со вторым выходом блока локомотивной сигнализации, а выходом - с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока определения допустимой скорости поезда, а выход - с вторым входом блока сравнения, при этом входы первого элемента И соединены соответственно с первым выходом первого блока памяти и первым выходом второго блока памяти, вход управления которого соединен с выходом блока определения границ станционного участка, первый вход которого соединен с выходом измерителя пути, подключенным к первому входу блока определения границ блок-участка и первому входу блока определения допустимой скорости поезда, второй вход блока определения границ станционного участка соединен со вторым выходом второго блока памяти, а второй выход первого блока памяти соединен со вторым входом блока определения границ блок-участка, выходом соединенного с входом первого распределителя и первым входом корректирующего блока, вторым входом соединенного с выходом блока обнаружения границ блок-участков, а выходом - с входом коррекции измерителя пути, при этом информационный вход блока определения допустимой скорости поезда соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с третьим выходом первого блока памяти и с третьим выходом второго блока памяти, причем входы перекодирующего блока соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока локомотивной сигнализации, а выход перекодирующего блока и второй выход второго распределителя подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения считывания информации второго блока памяти, вход формирования адреса которого подключен к четвертому выходу первого блока памяти, на локомотиве установлены четвертый и пятый элементы ИЛИ, второй элемент И, второй и третий ключевые элементы, вспомогательный блок локомотивной сигнализации, вспомогательный блок допустимой скорости поезда и блок обнаружения помех, подключенный входом к первому выходу блока локомотивной сигнализации, а выходом к входу управления второго ключевого элемента и первому входу вспомогательного блока локомотивной сигнализации, у которого выход соединен с сигнальным входом второго ключевого элемента, второй и третий входы подключены соответственно к второму и третьему выходам блока локомотивной сигнализации, а четвертый вход соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходами блока обнаружения границ блок-участка и блока определения границ блок-участка, при этом выход второго ключевого элемента подключен к входу вспомогательного блока допустимой скорости, выход которого через третий ключевой элемент подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, при этом третий вход блока определения допустимой скорости поезда подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, входы которого соединены соответственно с выходом второго ключевого элемента и вторым выходом блока локомотивной сигнализации, при этом вход управления первого ключевого элемента соединен с выходом второго элемента И, входы которого подключены к третьему входу первого элемента ИЛИ и выходу первого элемента И, соединенному с входом управления третьего ключевого элемента (RU2277051, B61L 15/20, 27.05.2006).

В известном устройстве использовано кодирование путей, как на всех поездных, так и на всех маневровых маршрутах, путем оборудования путевых и локомотивных устройств дополнительной аппаратурой на основе рельсопроводных линий связи.

Недостатком известного устройства является сложность аппаратуры, приводящая к его удорожанию и затруднению оперативного оснащения этой аппаратурой железнодорожного транспорта.

В качестве прототипа принята система управления движением поездов, содержащая на пути светофоры, каждый из которых имеет сигнальные огни, образованные группами силовых светодиодов с одинаковыми для каждой группы диапазонами длин излучаемых электромагнитных волн видимого света, и микропроцессорный блок управления сигнальными огнями, причем группы силовых светодиодов подключены к блоку питания через блок коммутации, образованный контактами сигнальных реле схемы управления огнями светофора, а входы управления группы силовых светодиодов соединены с выходами микропроцессорного блока управления сигнальными огнями, первый порт которого через блок сопряжения соединен с блоком коммутации, на каждом из локомотивов, вовлеченных в систему управления, установлена бортовая ЭВМ, в памяти которой записана информация об электронной карте железнодорожных станций и перегонов, по которым обращается данный локомотив, при этом бортовая ЭВМ соединена с дисплеем, силовой установкой локомотива, устройством автоматической локомотивной сигнализации с автостопом, с бортовым блоком системы поездной радиосвязи и с бортовым приемником спутниковой навигационной системы, на каждом из локомотивов и светофоров установлены блоки приемопередатчиков маломощного радиоканала связи, соединенные своими входами, соответственно, с бортовой ЭВМ и со вторым портом микропроцессорного блока управления сигнальными огнями, третий порт которого соединен с дополнительной группой силовых светодиодов инфракрасного диапазона длин излучаемых электромагнитных волн, причем на каждом из локомотивов установлен фотоприемник инфракрасного диапазона длин электромагнитных волн, выходом подключенный к бортовой ЭВМ (RU2381125, B61L 27/00, 10.02.2010).

Эта система обеспечивает повышенную безопасность при движении поезда по не кодируемым путям или при отказах в устройствах АЛСН. Однако она не является универсальной для применения при наличии ламповых светофоров, причем ее путевая и локомотивная аппаратура усложнена устройствами связи по маломощному радиоканалу связи.

Технический результат изобретения заключается в упрощении путевой аппаратуры и повышении универсальности системы для всех видов применяемых светофоров с сохранением требуемого уровня безопасности при движении поезда по не кодируемым путям или при отказах в устройствах АЛСН.

Технический результат достигается тем, что в системе управления движением поездов, содержащей на боковых путях станций светофоры, а на каждом из локомотивов, вовлеченных в систему управления, установленную бортовую ЭВМ, в памяти которой записана информация об электронной карте железнодорожных станций и перегонов, по которым обращается данный локомотив, при этом бортовая ЭВМ соединена с дисплеем, силовой установкой локомотива, устройством автоматической локомотивной сигнализации с автостопом, с бортовым блоком системы поездной радиосвязи и с бортовым приемником спутниковой навигационной системы, согласно изобретению на локомотиве установлен блок бортовых видеокамер, порт связи которого соединен с портом связи бортовой ЭВМ, которая снабжена модулем памяти с базой данных фотоизображений светофоров, находящихся на боковых путях станций, программным модулем интеллектуального распознавания сигнальных показаний светофоров, программным модулем определения времени включения режима фотосъемки бортовой видеокамеры на основе сопоставления измеренной текущей координаты локомотива и координаты светофора, находящегося от локомотива на заданном расстоянии прямой видимости, и программным модулем для отображения информации о сигнальном показании светофора на дисплее и формировании речевого оповещения машиниста.

На чертеже приведена блок-схема системы управления движением поездов.

Система управления движением поездов содержит на боковых путях станций светофоры 1, а на каждом из локомотивов, вовлеченных в систему управления, установленную бортовую ЭВМ 2, в памяти которой записана информация об электронной карте железнодорожных станций и перегонов, по которым обращается данный локомотив, при этом бортовая ЭВМ 2 соединена с дисплеем 3, силовой установкой 4 локомотива, устройством 5 автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) с автостопом, с бортовым блоком 6 системы поездной радиосвязи и с бортовым приемником 7 спутниковой навигационной системы, блок 6 системы поездной радиосвязи и бортовой приемник 7 спутниковой навигационной системы соединены с соответствующими антенными блоками 8 и 9, на локомотиве установлен блок 10 бортовых видеокамер, порт связи которого соединен с портом связи бортовой ЭВМ 2, которая снабжена модулем 11 памяти с базой данных фотоизображений светофоров, находящихся на боковых путях станций, программным модулем 12 интеллектуального распознавания сигнальных показаний светофоров, программным модулем 13 определения времени включения режима фотосъемки бортовой видеокамеры на основе сопоставления измеренной текущей координаты локомотива и координаты светофора 1, находящегося от локомотива на заданном расстоянии прямой видимости, и программным модулем 14 для отображения информации о сигнальном показании светофора на дисплее и формировании речевого оповещения машиниста. Записанные в базу данных модуля 11 памяти фотоизображения светофоров, находящихся на боковых путях станций, выполнены с помощью блока 10 бортовых видеокамер с определенных ракурсов и расстояний, при различных возможных сигнальных показаниях светофоров, в различных погодных условиях и условиях их освещенности.

Система управления движением поездов работает следующим образом.

При движении поезда по кодируемым путям машинист руководствуется показаниями локомотивного светофора устройства 5 автоматической локомотивной сигнализации с автостопом. При этом бортовая ЭВМ 2 вырабатывает команды управления силовой установкой 4 локомотива для рабочего набора и снижения скорости поезда, а автостоп устройства 5 осуществляет экстренное торможение поезда при превышении допустимой по условиям безопасности скорости. Информацию о маршруте следования машинист получает от диспетчера через блок 6 системы поездной радиосвязи и далее эта информация вводится им в бортовую ЭВМ 2.

При движении по не кодируемым путям показания напольных светофоров машинист воспринимает их непосредственным наблюдением и отображением их на дисплее 3.

На дисплее 3 бортовая ЭВМ 2 отображает также для машиниста различную технологическую информацию. В частности, это может быть информация о местоположении поезда на карте участка железной дороги.

Локомотивные устройства поезда, идущего по заданному маршруту, инициируют установление визуального наблюдения впереди стоящего светофора 1 не кодируемого бокового пути станции. Для определения текущей координаты локомотива бортовая ЭВМ 2 периодически получает данные от бортового приемника 7 спутниковой навигационной системы и от осевого датчика скорости в устройстве 5 автоматической локомотивной сигнализации с автостопом. Бортовая ЭВМ 2 сопоставляет эти данные с координатой очередного светофора заданного маршрута, считанной из электронной карты железнодорожных станций и перегонов, которая хранится в ее памяти.

Когда локомотивная бортовая ЭВМ 2 с помощью модуля 13, который сопоставляет измеренные текущие координаты локомотива и координаты светофора 1, определит нахождение светофора на заданном расстоянии прямой видимости она включает блок 10 бортовых видеокамер для получения серии фотоснимков его внешнего вида, окружения и сигнальных показаний очередного светофора 1, достаточных для его надежной идентификации и распознавания его сигнальных показаний средствами программного модуля 12 интеллектуального распознавания сигнальных показаний. Интеллектуальные средства распознавания в ЭВМ 2 используют искусственную нейронную сеть, обученную на наборах данных, хранящихся в модуле 11 памяти с базой данных фотоизображений светофоров 1. Если за заданное расстояние до светофора 1 подтверждение о распознавании сигнального показания не поступает, ЭВМ 2 формирует тревожное речевое сообщение для машиниста о том, что локомотив, возможно, следует по неправильному маршруту.

Машинист получает информацию о следовании по неправильному маршруту заранее, что позволяет снизить вероятность ошибок, при которых машинисты руководствуются светофорами и маршрутными указателями других маршрутов и начинают или продолжают движение поезда по не правильному маршруту или с неправильной скоростью.

Таким образом, предлагаемое изобретение без усложнения путевой аппаратуры и ограничений на типы светофоров обеспечивает повышенный уровень безопасности при движении поезда по не кодируемым путям или при отказах в устройствах АЛСН.

Изобретение относится к средствам автоматического управления движением поездов на перегонах и станциях. Система содержит на боковых путях станций светофоры, а на каждом из локомотивов, вовлеченных в систему управления, установленную бортовую ЭВМ, в памяти которой записана информация об электронной карте железнодорожных станций и перегонов, по которым обращается данный локомотив, при этом бортовая ЭВМ соединена с дисплеем, силовой установкой локомотива, устройством АЛС с автостопом, с бортовым блоком системы поездной радиосвязи и с бортовым приемником спутниковой навигационной системы, блок системы поездной радиосвязи и бортовой приемник спутниковой навигационной системы соединены с соответствующими антенными блоками, на локомотиве установлен блок бортовых видеокамер, порт связи которого соединен с портом связи бортовой ЭВМ. При этом бортовая ЭВМ снабжена модулем памяти с базой данных фотоизображений светофоров, находящихся на боковых путях станций, программным модулем интеллектуального распознавания сигнальных показаний светофоров, программным модулем определения времени включения режима фотосъемки бортовой видеокамеры на основе сопоставления измеренной текущей координаты локомотива и координаты светофора, находящегося от локомотива на заданном расстоянии прямой видимости, и программным модулем для отображения информации о сигнальном показании светофора на дисплее и формировании речевого оповещения машиниста. Достигается упрощение путевой аппаратуры. 1 ил.

Система управления движением поездов, содержащая на боковых путях станций светофоры, а на каждом из локомотивов, вовлеченных в систему управления, установленную бортовую ЭВМ, в памяти которой записана информация об электронной карте железнодорожных станций и перегонов, по которым обращается данный локомотив, при этом бортовая ЭВМ соединена с дисплеем, силовой установкой локомотива, устройством автоматической локомотивной сигнализации с автостопом, с бортовым блоком системы поездной радиосвязи и с бортовым приемником спутниковой навигационной системы, отличающаяся тем, что на локомотиве установлен блок бортовых видеокамер, порт связи которого соединен с портом связи бортовой ЭВМ, которая снабжена модулем памяти с базой данных фотоизображений светофоров, находящихся на боковых путях станций, программным модулем интеллектуального распознавания сигнальных показаний светофоров, программным модулем определения времени включения режима фотосъемки бортовой видеокамеры на основе сопоставления измеренной текущей координаты локомотива и координаты светофора, находящегося от локомотива на заданном расстоянии прямой видимости, и программным модулем для отображения информации о сигнальном показании светофора на дисплее и формировании речевого оповещения машиниста.