Способ интервального регулирования движения поездов с контролем правильности работы путевого оборудования Российский патент 2023 года по МПК B61L3/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к способам интервального регулирования движения поездов с контролем правильности работы путевого оборудования.

Уровень техники

Основной проблемой ряда существующих и эксплуатируемых систем интервального регулирования движения поездов, построенных на базе известной числовой кодовой автоблокировки переменного тока (Казаков А.А., Казаков Е.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы: Учебник для техникумов ж.-д. трансп.- 7-е изд., перераб. и доп.- М., Транспорт, 1980. - 360 с.), является возможность создания условий для возникновения необнаруживаемого штатными бортовыми или путевыми техническими средствами опасного отказа - ложной свободности путевого участка - путем ошибочного изменения монтажа при осуществлении обслуживания или ремонта оборудования сигнальной установки. Особенности такого изменения монтажа и его последствия подробно изложены в информационном письме по случаю транспортного происшествия допущенного 03.08.2021 на перегоне Алеур - Бушулей Забайкальской железной дороги - филиала ОАО «РЖД», (https://uugzdn.tu.rostransnadzor.gov.ru/новости/novostiural/document/70920).

Известны способы, связанные с решением задачи повышения достоверности информации, передаваемой в системах регулирования движения поездов, в частности способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой (RU 2491198 C1, B61L 3/12, B61L 25/00, 27.08.2013). Способ включает в себя проверку аппаратурой контроля рельсовых цепей свободности путевых участков на основе правильности последовательности занятия и освобождения одним и тем же поездом всех рельсовых цепей путевого участка и передачу на локомотив кодовых сигналов, несущих информацию о количестве свободных путевых участков по ходу движения поезда и об ограничениях скорости движения, прием и декодирование на локомотиве кодовых сигналов и управление движением поезда с обеспечением безопасного торможения и остановки перед препятствиями. При этом принятые на локомотиве кодовые сигналы аппаратуры рельсовых цепей контролируют на достоверность, при каждом прохождении локомотивом поезда очередной границы между смежными рельсовыми цепями на локомотиве формируют и передают по дополнительному радиоканалу цифровой связи на посты электрической централизации станций, ограничивающих перегон, кодовую телеграмму с текущими координатами местонахождения локомотива, номером его поезда, маршрута его следования и признаком целостности состава, сравнивают эти данные с результатами проверки аппаратурой контроля рельсовых цепей свободности путевых участков и при выдаче аппаратурой рельсовых цепей недостоверных сигналов формируют разрешение проследования поезда через путевые участки на основании информации кодовой телеграммы.

Известный способ имеет недостаток, связанный со снижением уровня безопасности движения поездов и заключающийся в невозможности обнаружения изменений монтажа путевого оборудования, приводящих к ложной свободности путевого участка. В соответствии с этим известный способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой не позволяет осуществлять оперативный ввод дополнительных ограничений допустимой скорости движения на участках пути, для которых отсутствует достоверная информация об их фактическом состоянии.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является способ интервального регулирования движения поездов с использованием блок-участков, светофоров и обнаружением вмешательства в логику работы (RU 2775905 C1, B61L 3/12, 11.07.2022). Способ заключается в том, что контролируют посредством аппаратуры рельсовых цепей свободность путевых участков. В зависимости от состояния ограждаемого путевого участка и сигнального показания впередистоящего путевого светофора управляют посредством сигнальных установок сигнальными показаниями каждого путевого светофора. Передают сигналы о состоянии путевых светофоров между соседними сигнальными установками посредством рельсовых цепей. В зависимости от поездной обстановки и/или показаний путевых светофоров формируют и передают на поезда к бортовой аппаратуре сигналы, содержащие информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных перед поездом блок-участков. Дополнительно непрерывно: получают информацию о состоянии всех ламп каждого путевого светофора и по ним определяют тип сигнального показания; циклически с учетом инерционных характеристик оборудования системы для каждого пути перегона попарно сравнивают между собой типы сигнальных показаний согласно выбранному направлению движения по пути перегона; - если тип сигнального показания любого светофора не запрещающий и при этом: он и тип сигнального показания следующего по направлению движения по пути перегона путевого светофора совпадают и тип сигнального показания рассматриваемого светофора требует ограничения скорости или он и тип сигнального показания следующего по направлению движения по пути перегона путевого светофора не совпадают и тип сигнального показания рассматриваемого светофора более разрешающий, - то регистрируют вмешательство в алгоритм работы с указанием соответствующих номера пути перегона, направления движения по нему, обозначения светофора. Затем формируют и передают известительный сигнал к дежурно-диспетчерскому персоналу и каждому управляемому железнодорожному подвижному составу на данном пути перегона, содержащий информацию о номере пути перегона, направлении движения по нему и обозначении светофора. После получения известительного сигнала при помощи устройств безопасности, размещаемых на управляемом железнодорожном подвижном составе, при приближении к соответствующему светофору снижают фактическую и максимально допустимую скорости до уровня, обеспечивающего возможность остановки при обнаружении препятствия движению, вплоть до проследования следующего за ним по направлению движения светофора. Он взят за прототип.

Основным недостатком прототипа следует считать зависимость уровня безопасности движения поездов от состояния используемой путевой инфраструктуры систем регулирования движения поездов. Более сложные изменения монтажа между элементами используемой путевой инфраструктуры, например, искажение сигнальных показаний нескольких подряд стоящих попутных путевых светофоров, также могут приводить к возникновению необнаруживаемого опасного отказа - ложной свободности путевого участка.

Раскрытие изобретения

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении уровня безопасности движения поездов.

Технический результат достигается тем, что способ интервального регулирования движения поездов с контролем правильности работы путевого оборудования заключается в том, что контролируют посредством аппаратуры рельсовых цепей свободность путевых участков; в зависимости от состояния ограждаемого путевого участка и сигнального показания впередистоящего путевого светофора управляют посредством сигнальных установок сигнальными показаниями каждого путевого светофора и передают сигналы о состоянии путевых светофоров между соседними сигнальными установками посредством рельсовых цепей. В зависимости от поездной обстановки и/или показаний путевых светофоров формируют и передают на поезда к возимому оборудованию сигналы, содержащие информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных перед поездом путевых участков. При помощи блока индикации возимого в кабине управления железнодорожным подвижным составом отображают информацию о допустимой и предупредительной скорости движения. При прекращении поступления сигналов из рельсовой линии к возимому оборудованию при условии, что предшествующее сигнальное показание возимого блока индикации соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, или при превышении допустимой скорости движения по участку пути на 6 км/ч и более посредством блока управления торможением возимого формируют управляющий приказ на применение экстренного торможения. При превышении допустимой скорости движения по участку на величину не более 6 км/ч при помощи блока управления торможением возимого формируют управляющий приказ на применение служебного торможения. При этом дополнительно при прекращении поступления сигналов из рельсовой линии к возимому оборудованию осуществляют с использованием возимого вычислителя сравнение пространственных координат головы поезда, получаемых посредством системы возимых одометрических датчиков и/или возимого приемника спутникового, с координатами границ путевых участков, хранящихся в возимом блоке электронной карты: если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора и прекращение поступления сигналов из рельсовой линии соответствует переходу головы поезда с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по занятому участку пути и сохраняют его неизменным до окончания проследования поездом данного путевого участка вне зависимости от типов поступающих к возимому оборудованию сигналов; если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, а прекращение поступления сигналов из рельсовой линии не соответствует переходу с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по некодируемому участку пути.

Описание изобретения

Способ интервального регулирования движения поездов с контролем правильности работы путевого оборудования реализуется следующим образом.

В отсутствие изменений в монтаже между элементами путевых устройств аналогично прототипу посредством аппаратуры рельсовых цепей контролируют свободность путевых участков. В зависимости от состояния ограждаемого путевого участка и сигнального показания впередистоящего путевого светофора управляют посредством сигнальных установок сигнальными показаниями каждого путевого светофора. Передают сигналы о состоянии путевых светофоров между соседними сигнальными установками посредством рельсовых цепей.

В зависимости от поездной обстановки и/или показаний путевых светофоров формируют и передают на поезда к возимому оборудованию сигналы, содержащие информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных перед поездом путевых участков. Следует отметить, что количество свободных перед поездом путевых участков также определяет значение допустимой и предупредительной скоростей. Так в известной системе автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (Казаков А.А., Казаков Е.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы: Учебник для техникумов ж.-д. трансп.- 7-е изд., перераб. и доп. -М., Транспорт, 1980. - 360 с.) каждое разрешающее сигнальное показание локомотивного светофора (зеленый огонь, желтый огонь или желтый с красным огонь) является двусложным и определяет как количество свободных впереди путевых участков (два и более, один или следующий путевой участок занят соответственно), так и пары допустимых и предупредительных скоростей: для сигнального показания «зеленый огонь» -допустимая и предупредительная скорости равны максимально допустимой скорости движения на участке; для показания «желтый огонь» допустимая скорость равна максимально допустимой на участке, а предупредительная - уменьшенной (60 или 40 км/ч); для показания «желтый с красным огонь» допустимая скорость равна уменьшенной, а предупредительная равна нулю.

При помощи блока индикации возимого в кабине управления железнодорожным подвижным составом отображают информацию о допустимой и предупредительной скорости движения для информирования машиниста (локомотивной бригады) и обеспечения принятия им решения о текущем режиме ведения поезда: тяга, выбег или торможение. Информация может отображаться как в форме сигнального показания локомотивного светофора (взаимосвязь сигнального показания и пары допустимой и предупредительной скорости описана выше), так и дополняться отображением непосредственно численных значений с использованием набора семисегментных индикаторов.

При прекращении поступления сигналов из рельсовой линии к возимому оборудованию при условии, что предшествующее сигнальное показание возимого блока индикации соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, или при превышении допустимой скорости движения по участку пути на 6 км/ч и более посредством блока управления торможением возимого формируют управляющий приказ на применение экстренного торможения. При превышении допустимой скорости движения по участку на величину не более 6 км/ч при помощи блока управления торможением возимого формируют управляющий приказ на применение служебного торможения. Такой алгоритм соответствует известному алгоритму работы системы автоматического управления торможением (САУТ) и может быть реализован посредством типовых возимых блоков системы автоматического управления торможением с централизованным размещением аппаратуры микропроцессорной с использованием интерфейса RS-485 САУТ-ЦМ/485 или их аналогов (Аппаратура локомотивная системы автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ/485. Руководство по эксплуатации. 97Ц.06.00.00-01 РЭ, URL: https://www.saut.ru/local/templates/saut/ajax/ filedownload.php?file=985&ibid=13).

При изменении алгоритма работы отдельной сигнальной установки из-за ошибочного изменения монтажа между ее элементами при проведении ремонтных работ путевым светофором может начать формироваться любое разрешающее сигнальное показание - возникает опасный отказ системы регулирования движения поездов - ложная свободность путевого участка. В соответствии с сигнальным показанием путевого светофора во впереди лежащую (перед рассматриваемым светофором) рельсовую линию начинает передаваться разрешающий сигнал с ненулевой допустимой скоростью движения, который воспринимается возимым оборудованием. После проследования путевого светофора с несоответствующим фактической поездной обстановке сигнальным показанием сигналы перестают поступать на вход возимого оборудования. При этом с использованием возимого вычислителя осуществляется сравнение пространственных координат головы поезда, получаемых посредством системы возимых одометрических датчиков (в частности известного датчика угла поворота универсального типа ДПС-У, https://www.saut.ru/catalog/oborudovanie-sobstvennogo-proizvodstva-obshchego-primeneniya-v-sistemakh-vypuskaemykh-npo-saut/datchik-ugla-povorota-universalnyy-dps-u-05-dps-u-14/) и/или возимого приемника спутникового (входит в состав современных микропроцессорных локомотивных устройств безопасности: комплексного локомотивного устройства безопасности КЛУБ и его модификаций или безопасного локомотивного объединенного комплекса БЛОК и его модификаций), с координатами границ путевых участков, хранящихся в возимом блоке электронной карты (входит в состав уже упомянутых КЛУБ, БЛОК или САУТ-ЦМ/485 и их аналогов).

Если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора и прекращение поступления сигналов из рельсовой линии соответствует переходу головы поезда с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по занятому участку пути (устанавливается нормативными документами и обычно составляет 20 км/ч) и сохраняют его неизменным до окончания проследования поездом данного путевого участка вне зависимости от типов поступающих к возимому оборудованию сигналов. Последнее позволяет избежать действия эффектов, связанных с движением по рельсовой цепи, занятой переменными препятствиями в форме другого железнодорожного подвижного состава или излома в одном месте одного рельса: при определенном расстоянии между рассматриваемым поездом и впередилежащим препятствием уровень сигналов в рельсовой линии будет достаточным для того, чтобы быть воспринятым возимым оборудованием - возникает ложная свободность рельсовой цепи с локомотивным приемником, входящим в состав возимого оборудования. Данный отказ известен и достаточно подробно описан в литературе (Брылеев, A.M. Электрические рельсовые цепи / А.М. Брылеев, Н.Ф. Котляренко // 2-е изд. - М.: Транспорт, 1970. - 256 с.).

В случаях, когда предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, а прекращение поступления сигналов из рельсовой линии не соответствует переходу с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по некодируемому участку пути (закрепляется в нормативных документах и принимается равным 40 км/ч). Такая избирательная работа возимого оборудования позволяет не снижать существенно провозную способность участка железнодорожной линии из-за действия электромагнитной помехи в канале передачи сигналов.

С учетом вышеизложенного заявляемый способ позволяет повысить уровень безопасности движения поездов за счет автоматического снижения допустимой и фактической скоростей движения по участку пути, информация о состоянии которого, получаемая от путевых устройств, является недостоверной, с использованием только возимых устройств систем регулирования движения поездов.

Изобретение относится к методам интервального регулирования движения поездов с контролем правильности работы путевого оборудования. В способе при прекращении поступления сигналов из рельсовой линии к возимому оборудованию осуществляют, с использованием возимого вычислителя, сравнение пространственных координат головы поезда, получаемых посредством системы возимых одометрических датчиков и возимого приемника спутникового, с координатами границ путевых участков, хранящихся в возимом блоке электронной карты: если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора и прекращение поступления сигналов из рельсовой линии соответствует переходу головы поезда с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по занятому участку пути, и сохраняют его неизменным до окончания проследования поездом данного путевого участка вне зависимости от типов поступающих к возимому оборудованию сигналов; если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, а прекращение поступления сигналов из рельсовой линии не соответствует переходу с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по некодируемому участку пути. Достигается повышение уровня безопасности движения поездов.

Способ интервального регулирования движения поездов с контролем правильности работы путевого оборудования, заключающийся в том, что контролируют посредством аппаратуры рельсовых цепей свободность путевых участков; в зависимости от состояния ограждаемого путевого участка и сигнального показания впередистоящего путевого светофора управляют посредством сигнальных установок сигнальными показаниями каждого путевого светофора; передают сигналы о состоянии путевых светофоров между соседними сигнальными установками посредством рельсовых цепей; в зависимости от поездной обстановки и/или показаний путевых светофоров формируют и передают на поезда к возимому оборудованию сигналы, содержащие информацию о допустимой скорости и/или количестве свободных перед поездом путевых участков; при помощи блока индикации, возимого в кабине управления железнодорожным подвижным составом, отображают информацию о допустимой и предупредительной скорости движения; при прекращении поступления сигналов из рельсовой линии к возимому оборудованию при условии, что предшествующее сигнальное показание возимого блока индикации соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, или при превышении допустимой скорости движения по участку пути на 6 км/ч и более посредством блока управления торможением возимого формируют управляющий приказ на применение экстренного торможения; при превышении допустимой скорости движения по участку на величину не более 6 км/ч при помощи блока управления торможением возимого формируют управляющий приказ на применение служебного торможения, отличающийся тем, что при прекращении поступления сигналов из рельсовой линии к возимому оборудованию осуществляют с использованием возимого вычислителя сравнение пространственных координат головы поезда, получаемых посредством системы возимых одометрических датчиков и/или возимого приемника спутникового, с координатами границ путевых участков, хранящихся в возимом блоке электронной карты: если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора и прекращение поступления сигналов из рельсовой линии соответствует переходу головы поезда с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по занятому участку пути, и сохраняют его неизменным до окончания проследования поездом данного путевого участка вне зависимости от типов поступающих к возимому оборудованию сигналов; если предыдущее сигнальное показание возимого блока индикации не соответствовало запрещающему сигнальному показанию путевого светофора, а прекращение поступления сигналов из рельсовой линии не соответствует переходу с одной рельсовой цепи на другую, то при помощи возимого вычислителя формируют значение допустимой скорости, соответствующее ограничению скорости при движении по некодируемому участку пути.