Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ПЕРЕГОНЕ

Изобретение относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, в частности к системам интервального регулирования движения поездов на перегонах.

Известна централизованная система автоблокировки с АЛС, в которой система АЛС является основным средством сигнализации, а каждая из рельсовых цепей выделена в отдельный блок-участок. Рельсовые цепи осуществляют сбор информации о местоположении поездов и передают кодовые сигналы АЛС в локомотивные устройства поездов. Длина блок-участков рассчитана исходя из тормозных путей полного служебного торможения унифицированного грузового поезда, движущегося с максимально установленной скоростью, и является постоянной величиной на данном участке для разных категорий поездов. Контроль состояния рельсовой линии осуществляется путевыми приемниками рельсовых цепей (Кондратьева Л.А., Ромашкова О.Н. Системы регулирования движения на железнодорожном транспорте. М.: Маршрут, 2003, с.111, рис.6.6). Данная система по сравнению с аналогичными проще в реализации за счет отсутствия путевых светофоров. Система использует централизованное размещение аппаратуры, которое ограничено по условиям работы рельсовых цепей расстоянием между пунктами размещения аппаратуры не более 20 км при электротяге и 30 км при автономной тяге (Федоров Н.Е. Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями. Самара: СамГАПС, 2004. с.67). Недостатками системы при применении ее на малодеятельных железнодорожных линиях являются большие капитальные и эксплуатационные затраты из-за значительного количества кабеля и потребления значительной энергии непрерывно работающими рельсовыми цепями.

Известна также система, используемая для интервального регулирования движения поездов на перегоне, в которой находящиеся на центральном посту ЭЦ общие генератор и приемник рельсовых цепей через распределитель и через кабельные соединения циклически поочередно подключают к путевым согласующим элементам рельсовых цепей (RU 2302959, B61L 23/16, 20.07.07).

Система обеспечивает сокращение потребляемой энергии, но также имеет недостаток при применении ее на малодеятельных железнодорожных линиях из-за больших капитальных и эксплуатационных затрат, обусловленных сложностью аппаратуры, значительным количеством кабельных соединений и ограничениями по расстоянию между пунктами размещения аппаратуры, связанными с условиями работы рельсовых цепей при централизованном размещении аппаратуры.

В качестве прототипа выбрана система интервального регулирования движения поездов на перегоне, содержащая на перегоне между постами ЭЦ соседних станций n блок-участков с неограниченными рельсовыми цепями, при этом каждая из рельсовых цепей блок-участков соответственно соединена с напольными устройствами сопряжения общего с соседней рельсовой цепью передающего конца и своего приемного конца, а напольные устройства сопряжения приемных концов соединены через кабельную сеть непосредственно с входами соответствующих приемников кодовых сигналов тональной частоты, которые размещены на ближайших к их блок-участкам постах ЭЦ рядом с передатчиками кодовых сигналов тональной частоты своих рельсовых цепей, а каждый из локомотивов, обращающихся на участке дороги, оборудован входящими в состав его комплексного локомотивного устройства безопасности приемниками автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, приемником спутниковой навигации и приемопередатчиком цифрового радиоканала связи, соединенными через межмодульный интерфейс с модулем центральной обработки информации и с модулями памяти карты маршрута, индикации, регистрации, контроля бдительности машиниста и управления исполнительными цепями локомотива, а напольные устройства сопряжения общих передающих концов первой группы рельсовых цепей блок-участков соединены через кабельную сеть с входами соответствующих передатчиков кодовых сигналов тональной частоты, а второй группы рельсовых цепей блок-участков соединены с выходами напольных блоков переключения, первые входы которых соединены через кабельную сеть с выходами соответствующих передатчиков кодовых сигналов тональной частоты, а вторые входы соединены с выходами резервных напольных передатчиков кодовых сигналов на частотах системы автоматической локомотивной сигнализации, на каждом из локомотивов установлены модули резервного управления, подключенные своим портом к межмодульному интерфейсу, выходы которых соединены с входом управления пороговой чувствительностью приемника автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (RU 2390453, B61L 25/00, B61L 23/16, 27.05.10). Данная система также требует больших капитальных и эксплуатационных затрат из-за значительного количества кабеля и потребления значительной энергии непрерывно работающими рельсовыми цепями. Однако в резервном режиме в системе для сохранения движения поездов используется минимальная аппаратурная конфигурация, подходящая для эффективного применения на малодеятельных линиях.

Недостатком известной системы при работе ее в резервном режиме является повышенное потребление электроэнергии из-за непрерывного режима работы передатчиков кодовых сигналов на частотах системы автоматической локомотивной сигнализации.

Техническим результатом изобретения является сокращение потребления энергии при использовании на малодеятельных линиях.

Технический результат достигается тем, что в системе интервального регулирования движения поездов на перегоне, содержащей путевые блок-участки, аппаратура каждого из которых включает в себя блок путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН, выход которого соединен с рельсами в начале своего блок-участка, локомотивы поездов, обращающиеся на участке, оборудованы локомотивными устройствами безопасности, каждое из которых включает в себя соединенные через межмодульный интерфейс локомотивные приемники сигналов автоматической локомотивной сигнализации соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН с регулируемыми порогами чувствительности, приемник точечного канала АЛС, приемник спутниковой навигации, локомотивный приемопередатчик цифрового радиоканала связи, блок центральной обработки информации, модуль памяти с записанной в нем картой маршрута, модуль индикации, модуль регистрации, модуль контроля бдительности машиниста и модуль управления исполнительными цепями локомотива, согласно изобретению в аппаратуру каждого блок-участка введен путевой приемопередатчик цифрового радиоканала связи, порт данных которого соединен с портом данных блока путевого формирователя с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН, который выполнен со средствами регулирования параметров формируемых сигналов АЛС-ЕН и АЛСН, обеспечивающими возможность изменения амплитуды, частоты, фазы, длительности и количества формируемых импульсов в каждой кодовой последовательности, в каждое локомотивное устройство безопасности введен и подключен к межмодульному интерфейсу блок задания режимов работы устройств в каналах связи систем АЛС-ЕН и АЛСН.

На чертеже приведена структурная схема системы интервального регулирования движения поездов на перегоне.

Система интервального регулирования движения поездов на перегоне содержит путевые блок-участки 1, аппаратура каждого из которых включает в себя блок 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН, выход которого соединен с рельсами в начале своего блок-участка 1, локомотивы 3 поездов, обращающиеся на участке, оборудованы локомотивными устройствами 4 безопасности, каждое из которых включает в себя соединенные через межмодульный интерфейс локомотивные приемники 5, 6 сигналов автоматической локомотивной сигнализации соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН с регулируемыми порогами чувствительности, приемник 7 точечного канала АЛС, приемник 8 спутниковой навигации, локомотивный приемопередатчик 9 цифрового радиоканала связи, блок 10 центральной обработки информации, модуль 11 памяти с записанной в нем картой маршрута, модуль 12 индикации, модуль 13 регистрации, модуль 14 контроля бдительности машиниста, модуль 15 управления исполнительными цепями локомотива и блок 16 задания режимов работы устройств в каналах связи систем АЛС-ЕН и АЛСН, в аппаратуре каждого блок-участка 1 порт данных путевого приемопередатчика 17 цифрового радиоканала связи соединен с портом данных блока 2 путевого формирователя с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН, который выполнен со средствами регулирования параметров формируемых сигналов АЛС-ЕН и АЛСН, обеспечивающими возможность изменения амплитуды, частоты, фазы, длительности и количества формируемых импульсов в каждой кодовой последовательности.

Система интервального регулирования движения поездов на перегоне работает следующим образом.

Движение поездов в системе на перегоне осуществляется на основе информации, поступающей в комплексное локомотивное устройство 4 безопасности. При отсутствии поездов с локомотивами 3 на перегоне блоки 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН и путевые приемопередатчики 17 цифровых радиоканалов связи частотного диапазона ISM, которые могут работать в режиме ретрансляции сообщений, предназначенных для соседних приемопередатчиков 17, находятся в ждущем режиме с малым потреблением тока. При приближении локомотива 3 по сигналам локомотивного приемопередатчика 9 через цифровые радиоканалы связи включаются в режим кодирования сразу несколько приемопередатчиков 17, включающих затем с соответствующими временными задержками блоки 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН, относящихся к своим блок-участкам 1. Комплексное локомотивное устройство 4 безопасности получает информацию о состоянии свободности и исправности нескольких блок-участков 1 впереди по ходу движения поезда. Это обеспечивает ведение поезда с максимальной скоростью.

Кодовые адреса для радиосвязи и географические координаты места нахождения блоков 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН на локомотивах 3 находятся в памяти модулей 11 памяти с записанной в них картой маршрута. Свою координату места нахождения каждый локомотив 3 определяет с помощью приемника 8 спутниковой навигации в комплексе с устройствами измерения пройденного пути и скорости и другими навигационными устройствами.

В командах от комплексного локомотивного устройства 4 безопасности локомотива 3 блокам 2 передается информация о виде кодового сигнала, который блок 2 должен сформировать, временном интервале, в течение которого сигнал должен быть сформирован, мощности сигнала и количестве его повторений. По виду и/или информационному содержанию принятого сигнала и интервалу времени его поступления комплексное локомотивное устройство 4 безопасности на локомотиве 3 определяет, от какого блока 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН принят сигнал.

Кодовые сигналы поступают на локомотив 3 при свободности и исправности рельсов блок-участков 1, расположенных между соответствующими блоками 2 путевых формирователей с передатчиками кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН и приближающимся локомотивом 3. На локомотиве 3 сигналы принимаются локомотивными приемниками 5 и 6 сигналов автоматической локомотивной сигнализации соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН и декодируются в блоках 10 центральной обработки информации комплексного локомотивного устройства 4 безопасности для отображения поездной обстановки и информации машинисту о допустимой скорости на локомотивном модуле 12 индикации.

При занятости или обрыве рельсовых нитей блок-участков 1, кодовые сигналы от соответствующих блок-участков 1 не поступают, и комплексное локомотивное устройство 4 безопасности осуществляет необходимое снижение скорости или остановку поезда.

Например, для канала АЛСН числового кода можно сформировать кодовый сигнал, аналогичный по виду одному циклу кодового сигнала путем последовательной передачи одного длинного импульса от ближайшего по ходу движения блока 2 путевого формирователя с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН блок-участка 1, затем через интервал времени, соответствующий первой паузе в коде, передачей первого короткого импульса от блока 2 путевого формирователя с передатчиком второго по ходу движения поезда блок-участка 1 и затем, через интервал времени, соответствующей второй паузе в коде, передачей второго короткого импульса от блока 2 путевого формирователя с передатчиком третьего по ходу движения поезда блок-участка 1. При этом полностью принятый код будет показателем свободности двух блок-участков 1, а принятие одного только длинного импульса будет свидетельствовать о свободности и исправности пути только до начала следующего блок-участка 1.

Для максимального снижения энергии, потребляемой путевыми устройствами, интервалы между посылками кодовых сигналов могут быть увеличены. Выбор режимов посылки кодовых сигналов определяется на локомотиве 3 блоком 16 задания режимов работы устройств в каналах связи систем АЛС-ЕН и АЛСН, который определяет на основании текущей скорости движения поезда и состояния пути и путевых устройств частоту необходимого обновления информации о состоянии блок-участков 1 и мощность излучаемых путевыми приемопередатчиками 17 цифровых радиоканалов связи частотного диапазона ISM сигналов от блоков 2 путевых формирователей с передатчиками кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН для их надежного приема на локомотиве 3.

На малодеятельных участках при хороших погодных условиях и низких уровнях помех в каналах АЛС-ЕН и АЛСН имеется возможность понизить пороговую чувствительность локомотивных приемников 5 и 6 сигналов автоматической локомотивной сигнализации соответственно систем АЛС-ЕН и АЛСН и одновременно уменьшить начальные амплитуды кодовых сигналов на выходах путевых приемопередатчиков 17. Для еще большей экономии энергии блок 16 задания режимов работы устройств в каналах связи систем АЛС-ЕН и АЛСН может задать увеличенные интервалы между кодовыми посылками и уменьшить количество кодовых посылок в одном цикле передачи сигналов АЛС.

Снижение уровня сигналов, формируемых блоками 2 путевых формирователей с передатчиками кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН, производится по мере приближения к ним локомотива 3. Кроме дополнительной экономии энергии это улучшает условия контрольного и шунтового режимов по локомотивному приемнику, что повышает безопасность движения поездов, особенно при плохом состоянии балласта блок-участков 1.

Малое потребление электроэнергии путевыми приемопередатчиками 17 и блоками 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-EH и АЛСН позволяет осуществить питание этих путевых устройств от автономных источников электропитания (солнечные батареи, ветряные генераторы с буферной аккумуляторной батареей и т.д.) и тем самым существенно повысить экономическую эффективность системы, отказавшись от строительства и эксплуатации линии продольного энергоснабжения.

Команды настройки параметров выходных сигналов блоком 16 задания режимов работы устройств в каналах связи систем АЛС-ЕН и АЛСН для блоков 2 путевых формирователей с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН и путевых приемопередатчиков 17 цифровых радиоканалов связи содержат диагностическую информацию о состоянии путевых устройств. Эта информация может быть запрошена с локомотива 3 от некоторых из путевых приемопередатчиков 17 цифровых радиоканалов связи. В частности, это может быть информация об уровне заряженности аккумуляторной батареи автономного источника питания (на чертеже не показан), для принятия решения о параметрах кодового сигнала, посылаемого блоком 2 путевого формирователя с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН данного блок-участка 1.

Если диагностическая информация свидетельствует о том, что аккумуляторная батарея данной путевой аппаратуры сильно разряжена, частота посылки сигналов и их длительность блоком 2 путевого формирователя с передатчиком кодовых сигналов систем АЛС-ЕН и АЛСН данного блок-участка 1 может быть снижена и, даже для сохранения требуемого уровня безопасности движения, может быть снижена скорость движения поезда.

В целом предлагаемая система обеспечивает сокращение потребления энергии и особенно эффективна при использовании на малодеятельных линиях с децентрализованным и централизованным расположением путевой аппаратуры.