Система интервального регулирования движения поездов Российский патент 2021 года по МПК B61L3/12 B61L25/00 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано для безопасного и надежного регулирования движения поездов.

Известна система интервального регулирования движения поездов, содержащая на локомотивах приемники сигналов от путевых приемоответчиков, выход каждого из которых соединен с первым входом центрального бортового вычислительного блока управления локомотивом, второй вход которого соединен с блоком определения местоположения и параметров движения локомотива, выход соединен с блоком локомотивного индикатора, а третий вход соединен с выходом блока приемопередатчика радиоканала цифровой связи со стационарными путевыми приемопередатчиками, порты которых через линию магистральной проводной связи соединены с портами серверов соответствующих центров зонального радиоуправления движением поездов, входы которых через соответствующие интерфейсы сопряжения соединены с напольными системами централизации и блокировки («Железные дороги мира», 2005, № 4, с. 46-52).

Известная система имеют недостаточную безопасность, обусловленную точечным контролем местонахождения подвижных единиц рельсового транспорта и отсутствием контроля целостности рельсов непосредственно с локомотивов. Например, появление на пути поезда дрезины, не оборудованной средствами связи по радио с блок - центром управления, излом рельсов или их изъятие системой не обнаруживаются.

Наиболее близкой по своей технической сути к заявляемой является принятая в качестве прототипа система интервального регулирования движения поездов, содержащая на перегоне между постами с аппаратурой электрической централизации и автоблокировки блок участки с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты, каждая из рельсовых цепей блок участков соответственно соединена с напольными устройствами сопряжения общего с соседней рельсовой цепью передающего конца и своего приемного конца, напольные устройства сопряжения приемных концов соединены непосредственно с входами соответствующих приемников кодовых сигналов тональной частоты. На каждом из локомотивов, вовлеченных в управление данной системой интервального регулирования, имеется комплексное локомотивное устройство безопасности с входящими в его состав приемниками автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН, приемником точечного канала, приемником спутниковой навигации и приемопередатчиком цифрового радиоканала связи, соединенными через межмодульный интерфейс с модулями центральной обработки информации, модулями памяти карты маршрута, индикации, регистрации, контроля бдительности машиниста и управления исполнительными цепями локомотива (RU2390453, B61L 25/00, 27.05.10).

Данная система обеспечивает требуемый для условий Российских железных дорог уровень безопасности движения и отказоустойчивости, но она не совместима с распространенными зарубежными системами управления движением в части централизованного регулирования движения поездов на основе радиосвязи, что ограничивает область ее применения.

Технический результат изобретения заключается в расширении области применения системы, за счет ее совместимости с другими системами управления движением в части централизованного регулирования движения поездов на основе радиосвязи.

Технический результат достигается тем, что в систему интервального регулирования движения поездов, содержащую на перегоне между постами с аппаратурой электрической централизации и автоблокировки соседних станций блок участки с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом из локомотивов, вовлеченных в управление системой интервального регулирования, комплексное локомотивное устройство безопасности, в состав которого входят приемники автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН, приемник точечного канала, приемник спутниковой навигации и приемопередатчик цифрового радиоканала связи, соединенные через межмодульный интерфейс с модулем центральной обработки информации, модулем памяти карты маршрута, модулем индикации, модулем регистрации, модулем контроля бдительности машиниста и модулем управления исполнительными цепями локомотива, согласно изобретению в нее введены стационарные путевые приемопередатчики цифрового радиоканала связи, порты которых подключены к линии магистральной связи, а через цифровой радиоканал связи приемопередатчики соединены с приемопередатчиком цифрового радиоканала связи локомотива, на постах электрической сигнализации и автоблокировки размещены центры зонального радиоуправления, каждый из которых содержит два интерфейса сопряжения, модуль резервного управления и сервер, первый порт которого подключен к линии магистральной связи, ко второму порту сервера через первый интерфейс подключен модуль резервного управления, вход которого соединен с информационным выходом аппаратуры поста электрической централизации и автоблокировки, который через второй интерфейс сопряжения соединен с третьим портом сервера.

На чертеже приведена блок схема предлагаемой системы интервального регулирования движения поездов.

Система интервального регулирования движения поездов содержит на перегоне между постами 1 с аппаратурой электрической централизации и автоблокировки, соседних станций блок участки 2, с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом из локомотивов 3, вовлеченных в управление данной системой интервального регулирования, установлено комплексное локомотивное устройство 4 безопасности, с входящими в его состав приемниками 5, 6 автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН, приемником 7 точечного канала (ТК), приемником 8 спутниковой навигации (СН) и приемопередатчиком 9 цифрового радиоканала связи, соединенные, через межмодульный интерфейс 10, с модулем 11 центральной обработки информации (ЦОИ), модулем 12 памяти карты маршрута, модулем 13 индикации, модулем 14 регистрации, модулем 15 контроля бдительности машиниста и модулем 16 управления исполнительными цепями локомотива 3. Стационарные путевые приемопередатчики 17 цифрового радиоканала связи своими портами подключены к линии 18 магистральной связи, а через цифровой радиоканал связи приемопередатчики 17 соединены с приемопередатчиком 9 цифрового радиоканала связи локомотива, на постах 1 электрической сигнализации и автоблокировки размещены центры 19 зонального радиоуправления, каждый из которых содержит два интерфейса 20, 21 сопряжения, модуль 22 резервного управления и сервер 23, первый порт которого подключен к линии 18 магистральной связи, ко второму порту сервера 23 через первый интерфейс 21 подключен модуль 22 резервного управления, вход которого соединен с информационным выходом аппаратуры поста 1 электрической централизации и автоблокировки, который через второй интерфейс 20 сопряжения соединен с третьим портом сервера 23.

Система интервального регулирования движения поездов функционирует следующим образом.

Основной контроль исполнения или, при необходимости, непосредственное исполнение команд, формируемых диспетчерской и электрической централизациями, а также системами интервального регулирования выполняет комплексное локомотивное устройство 4 безопасности.

Система с помощью сети радиосвязи стандарта GSM-R (TETRA) взаимодействует с поездами получая от них информацию о местоположении и передавая на них информацию о показаниях путевых светофоров, временных ограничениях скорости (в том числе о наличии мест, где на пути работают люди). Локомотивное устройство 4 безопасности определяет скорость и местоположение локомотива поезда путем комплексирования данных от спутниковых навигационных приемников GPS-ГЛОНАСС и осевых датчиков скорости, принимает сигналы от путевых устройств автоматической локомотивной сигнализации и взаимодействует по радиоканалу с центрами 19 зонального радиоуправления движением поездов. Локомотивное устройство 4 также контролирует скорость движения поезда, не допуская превышения допустимой скорости и проездов светофоров с запрещающим сигналом, а также контролирует бдительность машиниста и регистрирует всю необходимую информацию.

Перед каждой поездкой, в модуль 12 памяти карты маршрута устройства 4 локомотива 3 заносится электронная карта маршрута, которая позволяет совместно с данными о текущих координатах местонахождения поезда, поступающими от приемника 8 спутниковой навигации, а также от колесных датчиков пройденного пути (на чертеже не показаны), определить местоположение поезда в каждой точке маршрута движения для отображения этой информации на дисплее модуля 13 индикации. Периодически, информация о текущих координатах местонахождения и параметрах движения поезда через приемопередатчики 9 цифрового радиоканала связи, цифровой радиоканал связи, ближайшие к поезду стационарные путевые приемопередатчики 17 цифрового радиоканала связи и затем, через линию 18 магистральной связи передается в серверы 23 соответствующих центров 19 зонального радиоуправления движением поездов. Обратно от них на локомотив 3 передается цифровая информация о местоположении и параметрах движения соседних поездов вместе с сообщениями о рекомендуемой и предельной скорости движения, рассчитанной исходя из безопасного и оптимального регулирования движения поездов.

Модуль 11 центральной обработки информации на основе поступающих данных поддерживает допустимый скоростной режим, осуществляет контроль бдительности машиниста и в случае не соблюдения скоростного режима или же препятствия движению, производит торможение поезда.

Сопоставление текущих координат места нахождения поездов и координат расположения границ рельсовых цепей блок участков 2 на электронной карте маршрута позволяет модулю 11 центральной обработки информации вычислить количество свободных блок участков, разграничивающих данный и впереди идущий поезд и отобразить машинисту на дисплее модуля 13 индикации текущую поездную ситуацию. Движение организовано по системе фиксированных блок участков и для отображения поездной ситуации вне зависимости от наличия или отсутствия на пути светофоров, модуль 13 индикации также отображает на локомотивном светофоре сигнальные показания З, Ж, КЖ, К и Б.

Серверы 23 соответствующих центров 19 зонального радиоуправления движением поездов их интерфейсы 20 и 21 сопряжения и модули 22 резервного управления имеют безопасную архитектуру разработки. Безопасность на аппаратном и программном уровне обеспечивается дублированием с проверкой соответствия работы комплектов аппаратуры. Для обеспечения безопасности используется дублирование, а для повышения надежности используется резервирование комплектов аппаратуры и отдельных модулей.

Модули 22 резервного управления изменяют приоритет входной и выходной информации серверов 23 соответствующих центров 19 зонального радиоуправления движением поездов в случаях, когда они фиксируют нарушение работоспособности путевых устройств системы. Например, это происходит при возникновении отказов в путевой аппаратуре автоблокировки. Третьи порты серверов 23 обеспечивают выбор конфигурации и приоритетного управления.

Рельсовые цепи автоблокировки являются важным элементом обеспечения безопасности, так как вместе с комплексным локомотивным устройством безопасности, позволяют исключить опасные ситуации, связанные с появлением на пути следования поездов подвижных единиц рельсового транспорта, не имеющих или имеющих неисправные средства радиосвязи с центрами 19 зонального радиоуправления движением поездов, а также позволяют обнаружить излом и изъятие рельсов.

В то же время рельсовые цепи автоблокировки являются наименее надежным элементом системы. Поэтому в системе предусмотрено сохранение достаточного уровня пропускной способности при отказах некоторых из рельсовых цепей. Передача информации от локомотивов 3 в центры 19 зонального радиоуправления движением поездов о координатах своего местонахождения вместе с информацией о занятости впереди лежащих рельсовых цепей определенной аппаратурой комплексного локомотивного устройства безопасности локомотивов 3, позволяет сохранить для диспетчеров ясность, в отношении поездной ситуации и состояния рельсового пути даже при отказах отдельных рельсовых цепей автоблокировки. Это позволяет им правильнее вырабатывать команды по управлению движением поездов и распределять приоритеты в этих ситуациях. Введение частичного резервирования аппаратуры рельсовых цепей резервными напольными передатчиками (на чертеже не показаны) специальных кодовых сигналов на частотах системы АЛСН дополнительно повышает отказоустойчивость системы, так как позволяет сохранить контроль целостности и свободности рельсового пути с помощью комплексного локомотивного устройства безопасности при частичных отказах аппаратуры рельсовых цепей. В случае отказов путевой аппаратуры серверы 23 служат для отображения и информирования о поездной ситуации диспетчеров и посылки на локомотивы 3 информационных сообщений низкого уровня приоритета, а устройства комплексного локомотивного устройства безопасности локомотивов 3 поездов обеспечивают выполнение главных требований по безопасности движения.

Совместимость с зарубежными системами радиоуправления движением поездов и обеспечение информационной безопасности обеспечивается использованием протоколов радиосвязи типа EURORADIO для радиосистемы GSM-R. Информационная безопасность при передаче данных через линию 18 магистральной связи обеспечивается использованием протоколов защищенной связи типа RACOON, отвечающих требованиям стандарта EN 50159-2 по безопасной связи для железнодорожного транспорта через открытые каналы связи.

Совместимая с зарубежными системами стандарта ERTMS 2-го уровня по своим функциональным возможностям, система более эффективно обеспечивает управление и безопасность движения поездов, как при централизованном, так и при децентрализованном размещении путевой аппаратуры рельсовых цепей за счет использования возможностей комплексного локомотивного устройства безопасности и автоблокировки с непрерывным телемеханическим каналом на основе рельсовых цепей.

Изобретение относится к средствам регулирования движения поездов. Система задействует на перегоне между постами (1) с аппаратурой электрической централизации и автоблокировки соседних станций блок-участки (2) с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом из локомотивов (3), вовлеченных в управление системой, установлено комплексное локомотивное устройство (4) безопасности с входящими в его состав приемниками (5, 6) автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН, приемником (7) точечного канала (ТК), приемником (8) спутниковой навигации (СН) и приемопередатчиком (9) цифрового радиоканала связи, соединенными через межмодульный интерфейс (10) с модулем (11) центральной обработки информации (ЦОИ), модулем (12) памяти карты маршрута, модулем (13) индикации, модулем (14) регистрации, модулем (15) контроля бдительности машиниста и модулем (16) управления исполнительными цепями локомотива (3). Стационарные путевые приемопередатчики (17) цифрового радиоканала связи портами подключены к линии (18) магистральной связи, а через цифровой радиоканал связи приемопередатчики (17) соединены с приемопередатчиком (9) локомотива. На постах (1) ЭЦ и автоблокировки размещены центры (19) зонального радиоуправления, каждый из которых содержит два интерфейса (20, 21) сопряжения, модуль (22) резервного управления и сервер (23), первый порт которого подключен к линии (18) магистральной связи, ко второму порту сервера (23) через первый интерфейс (21) подключен модуль (22) резервного управления, вход которого соединен с информационным выходом аппаратуры поста (1) электрической централизации и автоблокировки, который через второй интерфейс (20) сопряжения соединен с третьим портом сервера (23). Достигается расширение области применения системы. 1 ил.

Система интервального регулирования движения поездов, содержащая на перегоне между постами с аппаратурой электрической централизации и автоблокировки соседних станций блок-участки с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом из локомотивов, вовлеченных в управление системой интервального регулирования, комплексное локомотивное устройство безопасности, в состав которого входят приемники автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН, приемник точечного канала, приемник спутниковой навигации и приемопередатчик цифрового радиоканала связи, соединенные через межмодульный интерфейс с модулем центральной обработки информации, модулем памяти карты маршрута, модулем индикации, модулем регистрации, модулем контроля бдительности машиниста и модулем управления исполнительными цепями локомотива, отличающаяся тем, что в нее введены стационарные путевые приемопередатчики цифрового радиоканала связи, порты которых подключены к линии магистральной связи, а через цифровой радиоканал связи приемопередатчики соединены с приемопередатчиком цифрового радиоканала связи локомотива, на постах электрической сигнализации и автоблокировки размещены центры зонального радиоуправления, каждый из которых содержит два интерфейса сопряжения, модуль резервного управления и сервер, первый порт которого подключен к линии магистральной связи, ко второму порту сервера через первый интерфейс подключен модуль резервного управления, вход которого соединен с информационным выходом аппаратуры поста электрической централизации и автоблокировки, который через второй интерфейс сопряжения соединен с третьим портом сервера.