Устройство для регулирования движения поездов Российский патент 2023 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности, к устройствам для регулирования движения поездов и может быть использовано в микропроцессорных системах автоблокировки и централизации.

Известно устройство микропроцессорной автоблокировки, содержащее микропроцессорные приемопередатчики сигналов контроля состояния рельсовой линии и автоматической локомотивной сигнализации, связанные с рельсовой линией, с огнями путевых светофоров, со схемами электрической централизации и между собой, а также с автоматическим рабочим местом электромеханика, которое принимает и отображает диагностическую информацию о техническом состоянии аппаратуры сигнальных точек и информацию о поездном положении на перегоне, дополнительно оно снабжено автоматическим рабочим местом дежурного по станции, CAN-интерфейсами, станционным и перегонным приемопередатчиками сигналов управления автоматической переездной сигнализации, приемопередатчиком радиоканала и управляющим приемопередатчиком сигналов взаимодействия компонентов системы, один вход-выход которого через один CAN-интерфейс подключен к входу-выходу автоматического рабочего места дежурного по станции, а другой вход-выход через другой CAN-интерфейс соединен с одним входом-выходом станционного приемопередатчика сигналов управления автоматической переездной сигнализации, с входом-выходом приемопередатчика радиоканала, с входом-выходом автоматического рабочего места электромеханика и с входами-выходами вышеупомянутых приемопередатчиков сигналов контроля состояния рельсовой линии и автоматической локомотивной сигнализации, а другой вход-выход станционного приемопередатчика сигналов автоматической переездной сигнализации соединен с входом-выходом перегонного приемопередатчика сигналов автоматической переездной сигнализации, выход которого связан с аппаратурой переезда (RU 2354574, B61L 23/16, B61L 27/04, 10.05.2009).

Известное устройство не обеспечивает достаточный уровень межпоездных интервалов на участках с перегонами, оборудованными микропроцессорной системой централизованной автоблокировки, и станциями, оборудованными системой релейной централизации.

В качестве прототипа принято устройство для регулирования движения поездов, содержащее соединенные входами и выходами через CAN-интерфейс приемопередатчик сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации перегонных рельсовых цепей, приемопередатчик радиоканала и блок управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки, приемопередатчик интерфейса централизации, первые вход и выход которого соединен через CAN-интерфейс соответственно с выходом и входом блока управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки и вторые вход и выход которого соединены через релейный интерфейс соответственно с первыми выходом и входом устройства обработки логических зависимостей централизации, второй выход которого соединен с входом блока включения выходных светофоров, блок включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров и приемопередатчик сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации рельсовых цепей маршрутов отправления, при этом вход блока включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров соединен с третьим выходом устройства обработки логических зависимостей централизации, а вход и выход приемопередатчика сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации рельсовых цепей маршрутов отправления через CAN-интерфейс соединен соответственно с выходом и входом блока управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки (RU 116446, B61L 23/16, 27.05.2012).

Недостаток данного устройства заключается в возможности появления неправильного сигнального огня светофоров, ограждающих составы поездов сзади, при ошибочных действиях обслуживающего технического персонала, что может привести к нарушению условий безопасности движения поездов.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности движения поездов путем защиты от ошибок персонала, приводящих к возможности появления неправильного сигнального огня светофоров, ограждающих составы поездов сзади.

Технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования движения поездов, содержащее блок управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки (АБ) соединенный входом/выходом через CAN-интерфейс с выходами/входами приемопередатчика сигналов контроля рельсовых линий (КРЛ) и автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) перегонных рельсовых цепей, приемопередатчика сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации рельсовых цепей маршрутов отправления, радиоприемопередатчика и приемопередатчика интерфейса централизации, вторые вход и выход которого соединены через релейный интерфейс соответственно с первыми выходом и входом блока обработки логических зависимостей централизации, второй выход которого соединен с входом блока включения выходных светофоров, а третий выход соединен со входом блока включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров, согласно изобретению введен блок защиты от неправильного сигнального показания светофоров, ограждающих составы поездов сзади, вход/выход которого через CAN-интерфейс соединен с выходом/входом радиоприемопередатчика, который по радиоканалу дальней цифровой связи соединен с локомотивным бортовым приемопередатчиком поезда, вовлеченного в систему управления, при этом локомотивный бортовой приемопередатчик поезда соединен с первым входом/выходом локомотивного блока бортового устройства безопасности, второй вход/выход которого подключен к выходу/входу блока расчета вероятностной оценки координаты задней границы следа от состава своего поезда, привязанной к электронной карте рельсового пути маршрута следования поезда, записанной в электронной памяти локомотивного блока бортового устройства безопасности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для регулирования движения поездов.

Устройство для регулирования движения поездов содержит блок 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки соединенный входом/выходом через CAN-интерфейс 2 с выходами/входами приемопередатчика 3 сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации перегонных рельсовых цепей, приемопередатчика 4 сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации рельсовых цепей маршрутов отправления, радиоприемопередатчика 5 и приемопередатчика 6 интерфейса централизации, вторые вход и выход которого соединены через релейный интерфейс 7 соответственно с первыми выходом и входом блока 8 обработки логических зависимостей централизации, второй выход которого соединен с входом блока 9 включения выходных светофоров, а третий выход соединен со входом блока 10 включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров, блок 11 защиты от неправильного сигнального показания светофоров, ограждающих составы поездов сзади, вход/выход которого через CAN-интерфейс 2 соединен с выходом/входом радиоприемопередатчика 5, который по радиоканалу дальней цифровой связи соединен с локомотивным бортовым приемопередатчиком 12 поезда, вовлеченного в систему управления, при этом локомотивный бортовой приемопередатчик 12 поезда соединен с первым входом/выходом локомотивного блока 13 бортового устройства безопасности, второй вход/выход которого подключен к выходу/входу блока 14 расчета вероятностной оценки координаты задней границы следа от состава своего поезда, привязанной к электронной карте рельсового пути маршрута следования поезда, записанной в электронной памяти локомотивного блока 13 бортового устройства безопасности.

Локомотивное бортовое устройство безопасности на поезде может быть типа КЛУБ-У, БЛОК или аналогичное по функциональным возможностям.

Устройство для регулирования движения поездов функционирует следующим образом.

В соответствии с поездной ситуацией блок 1 формирует управляющий сигнал настройки приемопередатчика 3 или 4 на кодовый сигнал автоматической локомотивной сигнализации АЛС (систем АЛСН или АЛС-ЕН), который при занятии рельсовой цепи с выхода блока 1 передается через CAN-интерфейс 2 на вход приемопередатчика 3 или 4, осуществляющего непосредственно передачу сигнала в рельсовую линию. Блок 1 оценивает поездную ситуацию, свободность и занятость рельсовых цепей и показания светофоров.

Если следующим впереди поездом занят участок удаления, то сигнал о его занятости поступает с выхода приемопередатчика 3 на вход блока 1, с выхода которого через CAN-интерфейс 2 далее передается на первый вход приемопередатчика 6 интерфейса централизации. Приемопередатчик 6 транслирует этот сигнал со своего второго выхода через релейный интерфейс 7 на вход блока 8 обработки зависимостей централизации для формирования управляющего сигнала на включение соответствующего сигнального показания на выходном светофоре. В соответствии с данной поездной ситуацией со второго выхода блок 8 передает на вход блока 9 включения выходных светофоров управляющий сигнал о включении запрещающего показания на выходном светофоре. Блок 8 осуществляет контроль и установку маршрутов поездов.

Существующий минимальный межпоездной интервал по отправлению со станции соответствует ситуации, когда следующий впереди поезд освободил участок удаления (три рельсовые цепи) и на выходном светофоре включено разрешающее сигнальное показание (один желтый и один лунно-белый огни) для поезда, занимающего путь отправления.

Предлагаемый минимальный межпоездной интервал соответствует ситуации, когда следующий впереди поезд только частично освободил участок удаления, т.е. освободил одну рельсовую цепь, на выходном светофоре включено разрешающее сигнальное показание (дополнительное) для поезда, занимающего путь отправления, и сокращено количество блок-участков (рельсовых цепей) между поездами.

Включение дополнительного сигнального показания выходного светофора происходит автоматически при вступлении следующего поезда на станционный путь отправления.

Одновременно с поступлением на вход блока 1 с выхода приемопередатчика 4 информационного сигнала, о занятии пути, сигнал КРЛ приемопередатчика 4 через рельсовую линию воспринимается блоком 13 бортового устройства безопасности, например, следующего позади поезда, как кодовый сигнал с сообщением об идентификации пути отправления, занятого поездом.

По данному сигналу блоком 13 бортового устройства безопасности формируется сообщение о получении из рельсовой линии кодового сигнала с сообщением об идентификации пути, занятого поездом, о номере поезда, а также координаты поезда и информацию о возможности приема сигналов системы АЛС (АЛС-ЕН). По управляющему сигналу блока 13 бортового устройства безопасности, сформированное сообщение через локомотивный бортовой приемопередатчик 12 передается в радиоприемопередатчик 5 по радиоканалу дальней цифровой связи.

Информация от радиоприемопередатчика 5 поступает с его выхода через CAN-интерфейс 2 на вход блока 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки, на который также поступает информация с выхода приемопередатчика 3 о частичной свободности участка удаления по маршруту следующего впереди поезда. Таким образом, одна рельсовая цепь этого участка за хвостом этого поезда свободна.

Блок 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки на основании полученной информации формирует управляющий сигнал для изменения запрещающего сигнального показания выходного светофора на дополнительное разрешающее показание «один желтый и один лунно-белый огни и две вертикальные белые светящиеся стрелы». Этот сигнал с выхода блока 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки поступает через CAN-интерфейс 2 на первый вход приемопередатчика 6, со второго выхода которого через релейный интерфейс 7 передается на вход блока 8 обработки логических зависимостей централизации. С третьего выхода блока 8 сигнал транслируется на вход блока 10 включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров с целью разрешения движения с допустимой скоростью 20÷50 км/ч, с обеспечением остановки следующего поезда до защитного участка перед занятым следующим впереди поездом участком пути.

При этом от выходного светофора в рельсовую цепь пути отправления подается кодовый сигнал системы АЛСН «КЖ». На локомотивном светофоре (на чертеже не показан) блока 13 бортового устройства безопасности поезда включается сигнальное показание «желтый огонь», а на его цифровом индикаторе (на чертеже не показан) - допустимая скорость движения в интервале от 20 км/ч до 50 км/ч.

При проезде выходного светофора, кодовый сигнал системы АЛСН отсутствует и передается кодовый сигнал системы АЛС-ЕН о разрешении движения с допустимой скоростью 20÷50 км/ч.

В отличие от прототипа, в предлагаемом устройстве для защиты от ошибок персонала, приводящих к возможности появления неправильного сигнального огня светофоров, ограждающих составы поездов сзади, сразу после освобождения хвостовой частью состава рассматриваемого поезда на станции или перегоне очередной рельсовой цепи (блок участка), блок 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки активизирует дополнительный блок 11 защиты от неправильной работы светофоров, ограждающих поезда сзади.

В процессе своей работы этот блок 11 взаимодействует с блоками 13 устройств безопасности локомотива каждого поезда и соответствующими им блоками 14 расчета вероятностной оценки координаты задней границы следа от состава поезда.

Блок 11 работая совместно с другими блоками аппаратуры центрального поста АБ и ЭЦ не допускает появления неправильного показания путевого светофора позади состава каждого соответствующего поезда, с требуемой полнотой безопасности. Этим он защищает заднюю часть состава каждого поезда от столкновения с позади идущим другим поездом. При этом блок 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки запрещает переключение светофоров, непосредственно ограждающих данные составы, на разрешающее сигнальное показание. Если управление каким-то из этих светофором неисправно, то блок 11 защиты через блок 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки и другие блоки аппаратуры центрального поста АБ и ЭЦ блокирует светофор в выключенном состоянии и его функции передает предыдущему, ближайшему перед ним, по направлению движения поездов, исправному светофору. Обмен информацией необходимой для выполнения блоками 11 и 14 своих функций осуществляется по радиоканалу дальней цифровой связи через радиоприемопередатчик 5 аппаратуры станционного центрального поста АБ и ЭЦ и локомотивный бортовой приемопередатчик 12 каждого поезда, вовлеченного в работу устройства на станции и перегонах.

Обмен информацией, в частности, включает передачу с центрального поста на локомотивы данных о номере очередной рельсовой цепи (блок участка) освободившейся позади состава соответствующего поезда, данные из АОСУП о длине состава поезда, измеренной в процессе его формирования на сортировочной станции, и адресные данные для поддержания устойчивой защищенной радиосвязи между центральным постом и данным поездом. Дополнительными данными, передаваемыми с центрального поста, являются данные путевых устройств контроля следования поездов в полном составе (счет осей, активный хвост и т.п.). С локомотива каждого поезда в блоки аппаратуры центрального поста АБ и ЭЦ поступают данные расчета блоком 14 вероятностной оценки координаты задней границы следа от состава рассматриваемого поезда. На основе этих данных блок 11 защиты от неправильной работы светофоров, ограждающих поезда сзади, обеспечивает защищенность состава каждого поезда сзади от столкновения с идущим сзади поездом с требуемой полнотой безопасности, например, по стандарту SIL4. При этом блок 11 и блок 1 управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки совместно обеспечивают логическую защиту правильной последовательности смены сигнальных показаний светофоров, защищающих составы поездов сзади, по мере продвижения этих составов по своим маршрутам.

Получение результатов дублирующих расчетов, использующих разные дублирующие друг друга источники аналогичной информации, как на посту АБ и ЭЦ так и на локомотивах для обеспечения более высокого уровня полноты безопасности осуществляется по не совпадающим алгоритмам обработки данных.

При определении расчетной границы расчет произведенный блоком 14 на локомотиве имеет приоритет в отношении задания положения светофора, который должен ограждать состав поезда сзади, по сравнению с расчетом, произведенном блоком 11 аппаратуры АБ и ЭЦ, так как он не зависит от ошибок обслуживающего персонала АБ и ЭЦ и поэтому надежно защищает от этих ошибок, которые могут возникать, например, при ручной регулировке работы путевых устройств АБ и ЭЦ. Неопределенность в определении положении задней границы, занимаемой составом поезда, при выполнении расчета по имеющимся данным на локомотиве поезда увеличивается по мере отсутствия или возрастании неточности некоторых данных. Это влияет на требуемый запас по расстоянию от реальной задней границы состава поезда до ограждающего этот состав сзади светофора с красным сигнальным показанием. Увеличение этого запаса для достижения нормированной величины опасного отказа, по требования полноты безопасности SIL4, увеличивает минимальный допустимый интервал попутного следования поездов и снижает пропускную способность, но обеспечивает требуемый уровень безопасности движения. Уменьшение неопределенности в расчетах уменьшает требуемый запас по упомянутому расстоянию и снижает потери пропускной способности.

Расчет, который производится блоком 14, вначале использует минимальный набор исходных данных. Он производится только когда имеется доказательство, что поезд следует в полном составе. Если на поезде нет специальной подсистемы контроля полносоставности или конструкция поезда, как в случае пригородных электропоездов, не исключает разрыва состава поезда, то дополнительно информацию гарантирующую полносоставность поезда на локомотив должны передавать устройства центрального поста АБ и ЭЦ.

На центральном посту АБ и ЭЦ полносоставность поезда определяется с помощью систем счета осей, систем контроля прохождения хвостового вагона с активным оборудованием мимо соответствующих путевых датчиков и с помощью сравнения длины состава, измеренной по числу рельсовых цепей, которые он занимает. Суммарная длина этих рельсовых цепей не должна сильно превышать заранее известную из АСОУП длину состава поезда.

При определении положения задней границы состава поезда, привязанное к электронной карте рельсового пути, может быть использована методика аппроксимации (приведенная, например, в US2012116616A1) путем совмещения графического чертежа состава с графическим изображением находящегося под составом рельсового пути. Далее это положение задней границы состава может уточнятся за счет уточнения данных измерения начала состав поезда по спутниковому навигатору в бортовой аппаратуре локомотива, имеющимся колесным датчикам пройденного пути, датчикам растяжения и сжатия автосцепок, между вагонами состава, датчикам вертикального наклона пути и горизонтального угла направления пути. Корректировка пройденного пути может осуществляться по известным координатам путевых генераторов КРЛ и АЛС, положение которых определяется в моменты смены сигналов КРЛ и АЛС, поступающих непрерывно в локомотивные устройства АЛС на участках оборудованных АЛС.

Изобретение относится к средствам регулирования движения поездов. Устройство содержит блок (1) управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки, CAN-интерфейс (2), приемопередатчик (3) сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации перегонных рельсовых цепей, приемопередатчик (4) сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации рельсовых цепей маршрутов отправления, радиоприемопередатчик (5), приемопередатчик (6) интерфейса централизации, релейный интерфейс (7), блок (8) обработки логических зависимостей централизации, блок (9) включения выходных светофоров, блок (10) включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров, блок (11) защиты от неправильного сигнального показания светофоров, ограждающих составы поездов сзади, который через CAN-интерфейс (2) соединен радио приёмопередатчиком (5), связным по радиоканалу дальней цифровой связи с локомотивным бортовым приемопередатчиком (12) поезда, вовлеченного в систему управления, приемопередатчик (12) соединен с локомотивным блоком (13) бортового устройства безопасности, который подключен к блоку (14) расчета вероятностной оценки координаты задней границы следа от состава своего поезда, привязанной к электронной карте рельсового пути маршрута следования поезда, записанной в электронной памяти локомотивного блока (13) бортового устройства безопасности. Достигается повышение надежности исключения ложного сигнального огня светофоров, ограждающих составы поездов сзади. 1 ил.

Устройство для регулирования движения поездов, содержащее блок управления и обработки логических зависимостей централизованной автоблокировки соединенный входом/выходом через CAN-интерфейс с выходами/входами приемопередатчика сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации перегонных рельсовых цепей, приемопередатчика сигналов контроля рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации рельсовых цепей маршрутов отправления, радиоприемопередатчика и приемопередатчика интерфейса централизации, вторые вход и выход которого соединены через релейный интерфейс соответственно с первыми выходом и входом блока обработки логических зависимостей централизации, второй выход которого соединен с входом блока включения выходных светофоров, а третий выход соединен со входом блока включения дополнительного сигнального показания выходных светофоров, отличающееся тем, что в него введен блок защиты от неправильного сигнального показания светофоров, ограждающих составы поездов сзади, вход/выход которого через CAN-интерфейс соединен с выходом/входом радиоприемопередатчика, который по радиоканалу дальней цифровой связи соединен с локомотивным бортовым приемопередатчиком поезда, вовлеченного в систему управления, при этом локомотивный бортовой приемопередатчик поезда соединен с первым входом/выходом локомотивного блока бортового устройства безопасности, второй вход/выход которого подключен к выходу/входу блока расчета вероятностной оценки координаты задней границы следа от состава своего поезда, привязанной к электронной карте рельсового пути маршрута следования поезда, записанной в электронной памяти локомотивного блока бортового устройства безопасности.