СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СЛЕДУЮЩИМИ ДРУГ ЗА ДРУГОМ ПОЕЗДАМИ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВОЙ РАДИОСВЯЗИ

Изобретение относится к технике автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на железнодорожном транспорте для контроля расстояния между следующими друг за другом поездами на основе цифровых систем радиосвязи.

Известна система интервального регулирования движения поездов на перегоне, содержащая путевые светофоры, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и блок-участков. Для каждого блок-участка установлены блок контроля рельсовых цепей, контроллер, блок передачи кодовых сигналов, блок включения кодирования и блок сигнальных показаний, соединенный с путевым проходным светофором. На каждом блок-участке установлен путевой приемопередатчик ближней цифровой радиосвязи, подключенный через блок сопряжения к контроллеру, который подключен к блоку контроля рельсовых цепей и к аппаратно-программному устройству автоматизированного рабочего места. В центре управления установлен приемопередатчик дальней цифровой радиосвязи, а на подвижной единице установлены бортовые приемопередатчики ближней и дальней цифровой радиосвязи, подключенные к бортовому устройству управления подвижной единицей (RU 2513877, B61L 23/04, 20.04.2014 г.).

Известная система обеспечивает контроль расстояния между следующими друг за другом поездами на основе мониторинга данных путевых светофоров и контроля рельсовых цепей, по данным которых непосредственно на локомотиве или из центра управления осуществляется управление локомотивом.

Недостатком системы являются низкая достоверность определения расстояния между поездами, т.к. это расстояние вычисляется на основе мониторинга данных путевых светофоров, контроля рельсовых цепей и блок участков. В системе также не предусмотрен контроль расстояния именно между хвостом впереди идущего поезда и локомотивом вслед идущего поезда, что снижает пропускную способность и безопасность движения следующих друг за другом поездов. Кроме того, использованные в известном техническом решении системы дальней и ближней цифровой радиосвязи не позволяют обеспечить многоканальную систему передачи в пределах диспетчерского участка со всеми следующими друг за другом поездами.

Наиболее близким аналогом является известная система обеспечения безопасного движения поездов, следующих друг за другом, содержащая средства космической связи и позиционирования, соединенные посредством канала радиосвязи с приемником сигналов позиционирования, установленном на локомотиве каждого поезда, постовое центральное устройство, включающее блок идентифицирования поезда, блок вычисления расстояния между поездами и блок вычисления скорости сближения поезда, каждый из которых связан через сервер с коммутатором каналов, соединенным с помощью каналов сети цифровой передачи данных с радиостанциями, установленными на локомотиве каждого поезда, при этом на каждом локомотиве выход приемника сигнала позиционирования подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход которого подключен к первому выходу блока контрольно-измерительных средств локомотива, соединенного вторым выходом с первым входом блока моделирования динамических характеристик, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока памяти, связанного шиной данных с соответствующими входами/выходами вычислительного блока, выходы которого подключены соответственно к входам устройства управления локомотива и блока индикации, выход блока моделирования динамических характеристик соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя предельно допустимых усилий поезда, а выход - через формирователь команд запрета управления режимами тяги и торможения соединен с соответствующими входами устройства управления локомотива, причем один из выходов блока идентификации поезда подключен к входу блока вычисления расстояния между поездами, одним из выходов связанного с соответствующим входом блока вычисления (RU 87399, В61С 9/00, 10.10.2009).

В известной системе в режиме реального времени осуществляется передача информации о впереди идущем поезде непосредственно машинисту следующего за ним поезда.

В известном техническом решении отсутствует возможность поездному диспетчеру осуществлять контроль и оперативное управление движением поездов, следующих друг за другом, на всем диспетчерском участке.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности контроля расстояния между следующими друг за другом поездами и управления движением поездов на всем диспетчерском участке.

Технический результат достигается тем, что система для контроля расстояния между следующими друг за другом поездами на основе цифровой радиосвязи содержит установленные на каждом локомотиве поезда приемник навигационных сигналов и бортовую радиостанцию, постовое центральное устройство, расположенное в диспетчерском центре и содержащее последовательно соединенные блок идентификации, блок вычисления расстояния между поездами и блок определения скорости сближения поездов, последовательно соединенные блок контроля координат, формирователь электронной карты и блок принятия решений, выходом подключенный к входу аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, вход/выход которого соединен с выходом/входом блока управления сетью передачи данных, выполненной в виде IP сети, выходом подключенного к входам блока идентификации и блока контроля координат, а также - к другому входу блока определения скорости сближения, и блок памяти, входы/выходы которого соединены с выходами/входами формирователя электронной карты, блока вычисления расстояния между поездами и блока принятия решений, другой вход которого подключен к выходу блока определения скорости сближения, на каждом локомотиве установлен блок согласования интерфейсов, вход которого подключен к выходу приемника навигационных сигналов, а входы/выходы - к выходам/входам устройства управления локомотивом, пульта машиниста и бортовой радиостанции, связанной по радиоканалу через соответствующую базовую станцию с IP сетью, при этом блок управления сетью передачи данных, бортовые радиостанции поездов и базовые радиостанции с помощью IP сети выполнены с возможностью организации цифровой радиосвязи на основе стандарта DMR.

Существо предложения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема системы контроля расстояния между следующими друг за другом поездами на основе цифровой радиосвязи.

Система для контроля расстояния между следующими друг за другом поездами на основе цифровой радиосвязи содержит установленные на каждом локомотиве 1 и 2 поезда приемник 3 навигационных сигналов и бортовую радиостанцию 4, постовое центральное устройство 5, расположенное в диспетчерском центре 6 и содержащее последовательно соединенные блок 7 идентификации, блок 8 вычисления расстояния между поездами и блок 9 определения скорости сближения следующих друг за другом поездов.

Постовое центральное устройство 5 дополнительно содержит последовательно соединенные блок 10 контроля координат, формирователь 11 электронной карты и блок 12 принятия решений, выходом подключенный к входу аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места 13 поездного диспетчера, вход/выход которого соединен с выходом/входом блока 14 управления сетью передачи данных, выполненной в виде IP сети 15, выходом подключенного к входам блока 7 идентификации и блока 10 контроля координат, а также - к другому входу блока 9 определения скорости сближения, и блок 16 памяти, входы/выходы которого соединены с выходами/входами формирователя 11 электронной карты, блока 8 вычисления расстояний между поездами и блока 12 принятия решений, другой вход которого подключен к выходу блока 9 определения скорости сближения.

На каждом локомотиве установлен блок 17 согласования интерфейсов, вход которого подключен к выходу приемника 3 навигационных сигналов, а входы/выходы - к выходам/входам блока 18 управления локомотивом, пульта 19 машиниста и бортовой 4 радиостанции, связанной по цифровому радиоканалу через соответствующую базовую станцию 20 с IP сетью 15.

В состав блока 18 управления локомотивом входит локомотивное устройство безопасности, например комплексное локомотивное устройства безопасности «КЛУБ» или его модификации, или безопасный локомотивный комплекс «БЛОК» (на чертеже не показано).

При этом блок 14 управления сетью передачи данных, бортовые радиостанции 4 поездов и базовые радиостанции 20 с помощью IP сети 15 выполнены с возможностью организации цифровой радиосвязи на основе стандарта DMR между бортовыми станциями 4 поездов на участке и диспетчерским центром 6 на всем протяжении диспетчерского участка с реализаций хэндовера.

В блоке 16 памяти хранятся данные о координатной модели путей на диспетчерском участке в привязке к цифровой модели местности, допустимые значения скорости движения на участках каждого пути, данные о составе поездов и расписании движения поездов.

Система контроля расстояния между следующими друг за другом поездами на основе цифровой радиосвязи функционирует следующим образом.

При движении поезда на участке обращения приемник 3 навигационных сигналов в автоматическом режиме принимает географические координаты местоположения локомотива с привязкой к единому времени и направляет их через блок 17 согласования интерфейсов на вход блока 18 управления локомотива. Локомотивное устройство безопасности, входящие в блок 18 управления, осуществляет привязку географических координат к железнодорожным координатам и передает данные о местоположения локомотива поезда на вход бортовой 4 радиостанции.

Кроме того, в режиме реального времени в автоматическом режиме блок 18 управления локомотивом передает через блок 17 согласования интерфейсов на вход бортовой 4 радиостанции локомотивные и поездные характеристики ведения поезда, данные о состоянии цепей управления локомотивом.

Радиостанция 4 каждого поезда, движущегося на участке обращения, формирует два таймслота данных и по цифровому радиоканалу передает их на базовую радиостанцию 20, в зоне действия которой находится поезд. Базовая станция 20 через IP сеть 15 направляет полученные данные на вход блока 14 управления сетью передачи данных. Первый таймслот содержит пакет данных, включающий информацию об идентификационном номере радиостанции локомотива поезда и координатах его местоположения, а также речевую информацию, а второй таймслот - информацию об идентификационном номере локомотива и о локомотивных и поездных характеристиках ведения поезда, данные о состоянии цепей управления локомотивом.

Полученные от бортовых радиостанций 4 поездов данные блок 14 управления сетью передачи данных передает в блок 7 идентификации, блок 10 контроля координат, аппаратно-программное устройство АРМ 13 ДНЦ и блок 9 определения скорости сближения.

В памяти блока 7 идентификации хранится информация об идентификационных номерах радиостанций и индивидуальных номерах локомотивов поездов, находящихся на участке обращения. При совпадении индивидуального номера локомотива 1 или 2 с соответствующим ему идентификационным номером радиостанции, расположенной на нем, блок 7 идентифицирует индивидуальный номер поезда и передает его в блок 8.

Одновременно блок 10 контроля координат анализирует данные о координатах локомотивов и определяет поезда, следующие друг за другом на участке обращения. Данные о координатах локомотивов 1 и 2 поездов, следующих друг за другом, блок 10 направляет в блок 8 вычисления расстояния между поездами и в формирователь 11 электронной карты участка.

Формирователь 11 электронной карты запрашивает из блока 16 памяти данные о координатной модели путей на диспетчерском участке в привязке к цифровой модели местности и на основе координат местонахождения локомотива поезда осуществляется позиционирование следующих друг за другом поездов на железнодорожной карте, в режиме реального времени определяется путь следования поездов, следующих друг за другом, с привязкой к местности. Результаты позиционирования формирователь 11 направляет в блок 12 принятия решений.

При поступлении данных об идентификационных номерах поездов, движущихся на участке обращения друг за другом, блок 8 запрашивает из блока 16 памяти данные о его составе и весовых характеристиках. С учетом полученных данных и координат локомотива 1 поезда, идущего впереди, блок 8 вычисляет координаты его «хвоста». По координатам «хвоста» впереди идущего поезда и координатам локомотива 2 позади идущего поезда рассчитывает фактическое расстояние между ними. Данные о расстоянии между поездами, следующими друг за другом, и их весовых характеристиках блок 8 направляет в блок 9 определения скорости сближения поездов и на аппаратно-программное устройство АРМ 13 ДНЦ для формирования матрицы расположения поездов по участку.

Блок 9 с учетом фактического расстояния между следующими друг за другом поездами, данных о скорости их следования и весовых характеристиках определяет скорость их сближения, значение которой направляет в блок 12 принятия решений.

На основании данных позиционирования блок 12 запрашивает из блока 16 данные о допустимом значении скорости движения на участке пути движения поездов, следующих друг за другом, и с учетом данных о скорости их сближения и фактической скорости движения на участке пути принимает решения по управлению локомотивами 1 и 2, которые направляет в аппаратно-программное устройство АРМ 13 ДНЦ.

Для каждой пары следующих друг за другом поездов решения по управлению их движением отображается на дисплее АРМ 13 ДСП.

С учетом поездной обстановки и состояния инфраструктуры диспетчерского участка поездной диспетчер анализирует решения по управлению локомотивами 1 и 2 поездов и формирует команды управления движением поездов.

Команды управления движением поездов аппаратно-программное устройство АРМ 13 ДНЦ через блок управления 14 цифровой системой радиосвязи, IP сеть 15 и базовые станции 20 передает на бортовую радиостанцию 4 локомотивов 1 и 2 согласно их индивидуальным номерам. При этом команды управления движением поездов поездной диспетчер может передать машинисту в виде цифровой и речевой информации.

На дисплее аппаратно-программного устройства АРМ 13 ДНЦ отображается информация о расстоянии между поездами, длинах и весах поездов, характеристике поездного участка, что позволяет поездному диспетчеру в режиме реального времени осуществлять непрерывный контроль поездной ситуации и оперативное управление движением поездов на всем диспетчерском участке.