Способ интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях Российский патент 2022 года по МПК B61L3/22 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для повышения уровня безопасности движения поездов в системах интервального регулирования движения поездов, используемых в тоннелях или на эстакадах и учитывающих нахождение работника на пути следования поезда.

Уровень техники

При проведении работ на участках железных дорог или метрополитенов, находящихся в условиях замкнутых или огражденных пространств, т.е. в тоннелях и на эстакадах, движущийся железнодорожный подвижной состав представляет собой особый источник опасности для персонала из-за ограниченных или недостаточных видимости и слышимости. При этом оперативно покинуть зону движения поездов или покинуть габарит представляется проблематичным. Широко применяющиеся системы интервального регулирования движения поездов, в первую очередь на метрополитенах, не позволяют передавать информацию на поезда о нахождении человека на пути следования или же автоматически регулировать скорость движения при вступлении в зону проведения работ.

Известен способ оповещения работающих на железнодорожных путях (RU 2655566 С1, 28.05.2018, B61L 23/06). Способ заключается в том, что перед началом работ на подошве рельса железнодорожного пути по обе стороны от границ места работ на заданном расстоянии устанавливают датчики обнаружения подвижного состава, каждый из которых снабжен радиостанцией, а также на заданном расстоянии по обе стороны от границ места работ у ремонтируемого пути устанавливают переносные устройства ограждения, выполненные в виде сигнальных радиоуправляемых устройств ограждения, а на месте работ - коллективный переносный сигнализатор, обеспечивающий взаимодействие по радиоканалу с радиостанциями датчиков обнаружения подвижного состав и сигнальными радиоуправляемыми устройствами ограждения, коллективный переносный сигнализатор в автоматическом режиме передает сигналы, активизирующие работу датчиков обнаружения подвижного состава, которые при отсутствии подвижного состава формируют контрольные сигналы, а при обнаружении подвижного состава - сигналы оповещения и передают их коллективному переносному сигнализатору, который в автоматическом режиме осуществляет их воспроизведение в виде соответствующих тональных и оптических сигналов контроля и сигналов оповещения, а при отсутствии контрольных сигналов включает аварийную сигнализацию и информирует об отказе конкретного датчика обнаружения подвижного состава, причем при наличии препятствий движения на месте проведения работ, а также при их отсутствии посредством коллективного переносного сигнализатора в ручном режиме задают соответствующий управляющий сигнал, который передают по радиоканалу сигнальным радиоуправляемым устройствам ограждения для формирования запрещающего показания или разрешающего показания, при этом сигнальные радиоуправляемые устройства ограждения выполнены с возможностью контроля сигнальных показаний с последующей передачей результатов контроля по радиоканалу на коллективный переносный сигнализатор, который в автоматическом режиме сравнивает их с заданным управляющим сигналом и при совпадении формирует оптический сигнал, подтверждающий показания каждого сигнального радиоуправляемого устройства ограждения, а при несовпадении включает аварийную сигнализацию в виде соответствующего оптического и тонального сигналов тревоги.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности формирования и передачи сигналов на поезда с использованием канала связи автоматической локомотивной сигнализации. Ввиду этого возможность наезда железнодорожного подвижного состава не исключается.

Наиболее близким по своей технической сущности является известный способ, реализуемый посредством системы контроля и оповещения о приближении подвижного состава (RU 2728967 С1, 03.08.2020, B61L 23/06). Система контроля и оповещения о приближении подвижного состава содержит бортовой блок подвижного состава, в состав которого входит приемопередатчик GSM- и GPS-связи для определения в режиме реального времени геолокации подвижного состава; по меньшей мере одно мобильное устройство оповещения пользователя, содержащее приемопередатчик GSM-и GPS-связи для определения в режиме реального времени геолокации пользователя; а также блок обработки данных, содержащий соединенные между собой сервер приложений и сервер GSM-связи и выполненный с возможностью приема сигналов с приемопередатчиков GPS- и GSM-связи с бортового блока и мобильного устройства оповещения пользователя для определения информации об их местоположении в режиме реального времени относительно карты железных дорог с последующим определением скорости движения и времени прибытия подвижного состава до места нахождения пользователя упомянутого мобильного устройства оповещения и с возможностью передачи сигналов на упомянутые приемопередатчики GPS-и GSM-связи, причем мобильное устройство оповещения пользователя содержит установленное приложение, обеспечивающее оповещение пользователя в случае приближения к нему подвижного состава, а бортовой блок подвижного состава выполнен с возможностью оповещения машиниста при приближении по меньшей мере к одному мобильному устройству оповещения пользователя, отличающаяся тем, что мобильное устройство оповещения пользователя выполнено в виде мобильного телефона/смартфона. Система дополнительно содержит мобильный телефон/смартфон машиниста подвижного состава с приемопередатчиком GSM- и GPS-связи для определения в режиме реального времени геолокации подвижного состава, причем мобильный телефон/смартфон машиниста выполнен с возможностью приема и передачи сигналов на блок обработки данных и содержит установленное приложение, обеспечивающее оповещение машиниста в случае приближения подвижного состава по меньшей мере к одному мобильному телефону/смартфону пользователя.

При помощи мобильно телефона с активным приложением определяют пространственные координаты человека при помощи GSM- и GPS-связи и передает их на сервер. При помощи навигационного модуля при помощи GSM- и GPS-связи, устанавливаемого на железнодорожном подвижном составе, определяют его пространственные координаты и передают их на сервер. На сервере определяют пространственные координаты телефонов с активным приложением, находящиеся на пути движения поезда и передают сигналы. Сигналы принимают при помощи мобильных телефонов с активным приложением, после чего организуют звуковое оповещение каждого пользователя при одновременном блокировании трансляции музыки, видеороликов и телефонного разговора. Одновременно сервер передает информацию о пространственных координатах пользователей в мобильные телефоны машинистов. Формируют оповестительные сигналы при обнаружении пользователей на маршруте поезда.

Указанный способ взят за прототип. К недостаткам прототипа следует отнести определение пространственных координат посредством при помощи GSM- и GPS-связи, что в условиях тоннелей редко представляется возможным.

Раскрытие изобретения

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении уровня безопасности движения поездов за счет своевременной выдачи сигнала отсутствия персонала на поезда.

Технический результат достигается тем, что способ интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях, при котором разбивают участок железнодорожного пути на блок-участки, каждый из которых оборудуют одной или несколькими рельсовыми цепями и/или ограждают датчиками счета осей, непрерывно: контролируют с помощью напольного оборудования блок-участков занятость участков пути железнодорожным подвижным составом и определяют поездную ситуацию; в зависимости от поездной ситуации формируют сигналы, содержание информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных впереди по направлению движения блок-участков, которые передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи с использованием первой полосы частот. Дополнительно непрерывно: определяют блок-участки, на которых присутствует персонал, с использованием системы стационарных датчиков обнаружения движения; в случае отсутствия персонала на этом и следующем по направлению движения блок-участке формируют при помощи генератора несущей частоты и передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи с использованием второй полосы частот сигнал отсутствия персонала. Если на поезде принимают сигнал отсутствия персонала, то максимально допустимой скорость определяют посредством локомотивных устройств безопасности по сигналу, полученному по каналу индуктивной связи с использованием первой полосы частот. Если на поезде сигнал отсутствия персонала не получен, то посредством локомотивных устройств безопасности ограничивают максимально допустимую и фактическую скорости до уровня 20 км/ч до тех пор, пока сигнал отсутствия персонала не будет получен вновь.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 показана блок-схема алгоритма, реализуемого напольным оборудованием системы интервального регулирования движения поездов, основанной на способе интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях. Согласно блок-схеме непрерывно, пока осуществляется процесс интервального регулирования движения поездов осуществляют обнаружение персонала на каждом блок-участке с использованием системы стационарных датчиков обнаружения движения. Далее для каждого блок-участка i по направлению движения от первого до предпоследнего если на блок-участке i отсутствует персонала и если на блок-участке i+1 отсутствует персонал, то осуществляют формирование сигнала отсутствия персонала и передают его посредством канала индуктивной связи блок-участка i с использованием второй полосы частот.

На фиг. 2 показана блок-схема алгоритма, реализуемого поездным оборудованием системы интервального регулирования движения поездов, основанной на способе интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях. Пока идет процесс движения поезда осуществляют прием сигналов из линий индуктивной связи блок-участков если в смеси сигналов присутствия сигнала отсутствия персонала, то максимально допустимой скорость определяют посредством локомотивных устройств безопасности по сигналу, полученному по каналу индуктивной связи с использованием первой полосы частот. Если на поезде сигнал отсутствия персонала не получен, то посредством локомотивных устройств безопасности ограничивают максимально допустимую и фактическую скорости до уровня 20 км/ч до тех пор, пока сигнал отсутствия персонала не будет получен вновь.

Осуществление изобретения

Способ интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях.

В рамках способа участок железнодорожного пути перегона разбивают на блок-участки, каждый из которых оборудуют одной или несколькими рельсовыми цепями и/или ограждаются датчиками счета осей. Непрерывно контролируют посредством напольного оборудования блок-участков занятость участков пути железнодорожным подвижным составом и определяют поездную ситуацию. В зависимости от поездной ситуации формируют сигналы, содержание информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных впереди по направлению движения блок-участков, которые передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи - рельсовых линий или стационарных шлейфов (кабелей, проложенных определенным образом вдоль оси железнодорожного пути) - с использованием первой полосы частот.

Посредством стационарных датчиков обнаружения движения, объединенных между собой в систему, определяют блок-участки, на которых присутствует персонал. Стационарные датчики обнаружения движения устанавливаются на границах блок-участков или в метах доступа на инфраструктуру. Датчик обнаружения движения представляет собой инфракрасный, ультразвуковой, микроволновый, оптический или комбинированный датчик, представляющий собой детектор электромагнитных волн определенной длины, который может быть совмещен с соответствующим излучателем (в таком случае детектор определяет наличие отражение волн, испускаемых излучателем; https://tion.ru/blog/datchik-dvizhenija/).

Информация от датчиков обнаружения движения передается по сети передачи данных или по кабельной сети в центральный обработчик, представляющий собой микропроцессорное устройство. Центральный обработчик работает согласно следующему алгоритму. Если кто-ибо из персонала железных дорог пересек зону контроля одного датчика обнаружения движения, то соответствующий блок участок занимается до тех пор, пока работник не пересечет тот же датчик обнаружения движения, или аналогичный датчик обнаружения движения, установленный на другой границе блок-участка. Соответствие датчиков обнаружения движения блок-участкам заложено в начальных настройках блока обработчика.

Центральный обработчик анализирует полученную информацию следующим образом (фиг. 1). Если на этом i и следующем по направлению движения i+1 блок-участке персонал отсутствует, то формируются при помощи генератора несущей частоты и передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи с использованием второй полосы частот сигнал отсутствия персонала. В качестве генератора несущей частоты выступает генератор автоматической локомотивной сигнализации систем автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (ГАЛС, http://static.scbist.com/scb/uploaded/ BOOK_Loginov.pdf). В качестве канала индуктивной связи выступают канал автоматической локомотивной сигнализации, образованный рельсовыми линиями рельсовых цепей блок-участка или стационарными шлейфами (кабелями), проложенными вдоль оси пути определенным образом. Ключевой особенностью является использование второй полосы частот для передачи сигнала отсутствия персонала. Таким образом реализуется мультиплексирование с разделением по частоте, при котором первую полосу частот используют для передачи классических сигналов автоматической локомотивной сигнализации, содержащих информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных впереди по направлению движения блок-участков, а вторую полосу частот используют для передачи предупреждений о наличии персонала на путях.

Сигналы принимают на поездах и обрабатывают посредством локомотивных устройств безопасности: релейного или микропроцессорного бортового оборудования систем автоматической локомотивной сигнализации. Если на поезде принимают сигнал отсутствия персонала, то максимально допустимой скорость определяют посредством локомотивных устройств безопасности по сигналу, полученному по каналу индуктивной связи с использованием первой полосы частот. Если на поезде сигнал отсутствия персонала не получен, то посредством локомотивных устройств безопасности ограничивают максимально допустимую и фактическую скорости до уровня 20 км/ч до тех пор, пока сигнал отсутствия персонала не будет получен вновь.

Непрерывное формирование и передача сигнала отсутствия персонала позволяет переходить системе, реализующей заявляемый способ в безопасное состояние (с более низкой допустимой и фактической скоростями) в случае любой неисправности оборудования (отсутствии питания, неисправности генератора автоматической локомотивной сигнализации и т.п.).

Реализация предлагаемого способа интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением об отсутствии персонала на путях позволяет повысить уровень безопасности движения поездов за счет своевременной выдачи сигнала отсутствия персонала на поезда.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для повышения уровня безопасности движения поездов в системах интервального регулирования движения поездов, используемых в тоннелях или на эстакадах и учитывающих нахождение работника на пути следования поезда. В способе интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях непрерывно определяют блок-участки, на которых присутствует персонал, с использованием системы стационарных датчиков обнаружения движения; в случае отсутствия персонала на этом и следующем по направлению движения блок-участке формируют при помощи генератора несущей частоты и передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи с использованием второй полосы частот сигнал отсутствия персонала. Если на поезде принимают сигнал отсутствия персонала, то максимально допустимой скорость определяют посредством локомотивных устройств безопасности по сигналу, полученному по каналу индуктивной связи с использованием первой полосы частот. Если на поезде сигнал отсутствия персонала не получен, то посредством локомотивных устройств безопасности ограничивают максимально допустимую и фактическую скорости до уровня 20 км/ч до тех пор, пока сигнал отсутствия персонала не будет получен вновь. Достигается повышение уровня безопасности движения поездов за счет своевременной выдачи на поезда сигнала отсутствия персонала. 2 ил.

Способ интервального регулирования движения поездов с использованием канала индуктивной связи с мультиплексированием с разделением по частоте и предупреждением о наличии персонала на путях, при котором разбивают участок железнодорожного пути на блок-участки, каждый из которых оборудуют одной или несколькими рельсовыми цепями и/или ограждают датчиками счета осей; непрерывно контролируют с помощью напольного оборудования блок-участков занятость участков пути железнодорожным подвижным составом и определяют поездную ситуацию; в зависимости от поездной ситуации формируют сигналы, содержащие информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных впереди по направлению движения блок-участков, которые передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи с использованием первой полосы частот; отличающийся тем, что дополнительно непрерывно определяют блок-участки, на которых присутствует персонал, с использованием системы стационарных датчиков обнаружения движения; в случае отсутствия персонала на этом и следующем по направлению движения блок-участке формируют при помощи генератора несущей частоты и передают на поезда посредством соответствующего канала индуктивной связи с использованием второй полосы частот сигнал отсутствия персонала; если на поезде принимают сигнал отсутствия персонала, то максимально допустимой скорость определяют посредством локомотивных устройств безопасности по сигналу, полученному по каналу индуктивной связи с использованием первой полосы частот; если на поезде сигнал отсутствия персонала не получен, то посредством локомотивных устройств безопасности ограничивают максимально допустимую и фактическую скорости до уровня 20 км/ч до тех пор, пока сигнал отсутствия персонала не будет получен вновь.