×
29.12.2020
219.017.f412

Результат интеллектуальной деятельности: Гибридное устройство маршрутизации

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к средствам железнодорожной автоматики для регулирования движения. Устройство состоит из автоматизированных рабочих мест 1,, локальных вычислительных сетей 2, N вычислительных устройств M типов 3, Z каналов связи 4, объектов контроля 5, объектов управления 6. N – количество элементов путевого развития, M – количество типов элементов путевого развития объекта автоматизации. Причем вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации и содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов и устройство вывода сигналов, причем первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения и к приемо-передатчику, устройство сравнения подключено к приемо-передатчику, вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов, устройство ввода сигналов подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров, каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления. Достигается расширение арсенала технических средств. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам управления движением на железных дорогах и может быть использовано в системах управления и регулирования движения поездов на станциях, перегонах и на промышленных предприятиях.

Известны системы централизации стрелок и сигналов [А.А. Казаков, В.Д. Бубнов Е.А. Казаков. Станционные устройства автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1990. 431 c.]. Данные системы используют в качестве основной элементной базы электромагнитные реле. Недостатком этих устройств являются высокая стоимость, высокое электропотребление, высокая стоимость технического обслуживания.

Известны системы централизации стрелок и сигналов [Сапожников Вл.В. и др. Микропроцессорные системы централизации. - Москва: ГОУ Учебный центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2006. – 398 с.]. Данные системы используют в качестве основной элементной базы микропроцессорные устройства. Системы состоят из главного вычислительного устройства и устройств сопряжения с объектами контроля и управления.

Известна централизованная диспетчерская система с распределенными контролируемыми пунктами (RU2240245 С1, B61L 27/04, опубл. 20.11.2003). Известная система содержит распределенные контролируемые пункты и центральный пункт управления с рабочим местом поездного диспетчера, объединенные внешней локальной сетью. Каждый распределенный контролируемый пункт содержит блоки вывода сигналов телеуправления, блоки ввода сигналов телесигнализации, блоки ввода сигналов телеизмерения и резервированный центральный блок управления, предназначенный для связи по внешней локальной сети этого распределенного контролируемого пункта с другими контролируемыми распределенными пунктами и с упомянутым центральным пунктом управления, а также для связи по внутренней локальной сети с блоками вывода сигналов телеуправления, блоками ввода сигналов телесигнализации, блоками ввода сигналов телеизмерения.

Централизованная диспетчерская система с распределенными контролируемыми пунктами имеет следующие недостатки:

- алгоритмы работы системы определяются программным обеспечением резервированного центрального блока управления;

- изменение алгоритмов работы системы невозможно без изменения программного обеспечения резервированного центрального блока управления;

- функции централизации стрелок и сигналов не выполняются;

- функциональные зависимости (блокировки) системой не осуществляются.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является микропроцессорная система централизации и автоблокировки на железнодорожном транспорте (RU 107753 U1, B61L 27/04, опубл. 27.08.2011). Известная система содержит центральный процессор, включающий микропроцессоры, устройства связи с объектом, включающие интерфейсные модули сбора информации о состоянии объектов контроля железнодорожной станции и прилегающих перегонов, интерфейсные модули передачи ответственных команд, которые подключены к исполнительным устройствам электрической централизации и автоблокировки. Центральный процессор содержит три микропроцессора, которые межканально связаны между собой, и каждый из них связан с двумя соседними микропроцессорами.

Недостатками данной микропроцессорной системы централизации и автоблокировки на железнодорожном транспорте являются:

- алгоритмы работы системы определяются программным обеспечением центрального процессора;

- изменение алгоритмов работы системы невозможно без изменения программного обеспечения центрального процессора;

- наличие предела количества объектов контроля и управления (особенно для крупных станций, при одновременном задании множества команд и большом объеме движения), при котором управление осуществляется в реальном времени (с приемлемой задержкой);

- сложность формирования функциональных зависимостей для всей станции, причем эту операцию следует выполнять для каждой новой станции;

- необходимость повторного формирования функциональных зависимостей для всей станции, даже при незначительном изменении топологии станции;

- необходимость повторной проверки всех функциональных зависимостей на станции, даже при незначительном изменении топологии станции.

В известных системах централизации функциональные зависимости (блокировки) осуществляются в главном вычислительном устройстве, а устройства сопряжения осуществляют только ввод и вывод сигналов.

Предлагаемое устройство характеризуется тем, что функциональные зависимости в нем осуществляются несколькими вычислительными устройствами, каждое из которых осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития. В результате становится возможным построение системы управления для конкретного объекта автоматизации путем выбора необходимых вычислительных устройств, соответствующих элементам путевого развития, и соединения их между собой каналами связи, а отсутствие необходимости разработки сложного программного обеспечения функциональных зависимостей объекта автоматизации приводит к сокращению сроков и стоимости ввода объекта автоматизации в эксплуатацию при пуске или после изменения путевого развития станции.

Элементами путевого развития объекта автоматизации могут быть: входной светофор, выходной светофор, маневровый светофор, участок пути, приемо-отправочный путь, стрелка и другие.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи построения гибридной системы централизации, маршрутизации и блокировки на основе типовых вычислительных устройств, с формированием функциональных зависимостей несколькими типовыми вычислительными устройствами, входящими в маршрут, причем типы вычислительных устройств и каналы связи между ними определяются типами элементов путевого развития и связями между ними.

Построение такой гибридной системы централизации, маршрутизации и блокировки необходимо при разработке и создании систем управления движением на железных дорогах (станциях, перегонах, разъездах, блок-постах, сортировочных горках).

Заявленное устройство строится на основе однокристальных микроконтроллеров [10 практических устройств на AVR микроконтроллерах. Книга 1 - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», К. «МК-Пресс», 2008. – 224 с.]. Несколько однокристальных микроконтроллеров используются в каждом вычислительном устройстве.

Сущность изобретения состоит в том, что гибридное устройство маршрутизации, содержащее автоматизированное рабочее место дежурного по станции, объекты контроля, объекты управления, дополнительно содержит L локальных вычислительных сетей, N вычислительных устройств M типов, Z каналов связи. Причем каждое автоматизированное рабочее место подключено к каждой локальной сети. Каждая локальная сеть подключена к каждому вычислительному устройству. Каждое вычислительное устройство соответствует одному элементу путевого развития и осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития объекта автоматизации. Вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации. Вычислительные устройства содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов, устройство вывода сигналов. Первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения, к приемо-передатчику. Устройство сравнения подключено к приемо-передатчику. Вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов. Устройство ввода сигналов подключено к второй паре однокристальных микроконтроллеров. Каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления.

За счет использования предлагаемого гибридного устройства маршрутизации сокращаются сроки ввода в эксплуатацию объекта автоматизации при сохранении заданного уровня безопасности, а также упрощается процесс проектирования.

Техническим результатом является расширение реализации технических средств устройства маршрутизации для систем управления движением на железных дорогах.

На фиг. 1 представлена функциональная схема гибридного устройства маршрутизации.

На фиг. 2 представлена функциональная схема вычислительного устройства.

Гибридное устройство маршрутизации (фиг. 1) состоит из автоматизированных рабочих мест 1i, i=1…R, локальных вычислительных сетей 2i, i=1…L, N вычислительных устройств M типов 3ij, i=1…M, j=1…N, Z каналов связи 4i, i=1…Z, объектов контроля 5ij, i=1…S, j=1…N, объектов управления 6ij, i=1…U, j=1…N. N – количество элементов путевого развития, M – количество типов элементов путевого развития объекта автоматизации.

В частности, вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N могут быть следующих типов: 31i – вычислительное устройство входного светофора, 32i – вычислительное устройство выходного светофора, 33i – вычислительное устройство маневрового светофора, 34i – вычислительное устройство участка пути, 35i – вычислительное устройство приемо-отправочного пути, 36i – вычислительное устройство стрелки.

Вычислительное устройство 3ij, i=1…M, j=1…N (фиг. 2) состоит из первой и второй пары однокристальных микроконтроллеров 3ij11… 3ij14 (3ij11, 3ij12 – первая пара, 3ij13, 3ij14 – вторая пара), устройства сравнения 3ij2, приемо-передатчика 3ij3, устройства ввода сигналов 3ij4, устройства вывода сигналов 3ij5.

Первая пара однокристальных микроконтроллеров 3ij11, 3ij12 подключена к локальным вычислительным сетям 2i, i=1…L, к каналам связи 4i, i=1…Z, к устройству сравнения 3ij2, к приемо-передатчику 3ij3. Устройство сравнения 3ij2 подключено к приемо-передатчику 3ij3. Вторая пара однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14 подключена к приемо-передатчику 3ij3 и к устройству вывода сигналов 3ij5. Устройство ввода сигналов 3ij4 подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14.

Первая пара однокристальных микроконтроллеров 3ij11, 3ij12 осуществляет проверку условий возможности выполнения команды в данный момент времени. Устройство сравнения 3ij2 осуществляет сравнение результатов работы двух однокристальных микроконтроллеров 3ij11, 3ij12 и в случае несовпадения блокирует работу приемо-передатчика 3ij3. Устройство ввода сигналов 3ij4 преобразует сигналы телесигнализации к виду второй пары однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14. Устройство вывода сигналов 3ij5 преобразует сигналы второй пары однокристальных микроконтроллеров 3ij13, 3ij14 в сигналы телеуправления объектов управления.

Каждое автоматизированное рабочее место 1i, i=1…R подключено к каждой локальной сети 2i, i=1…L. Каждая локальная сеть 2i, i=1…L подключена к каждому вычислительному устройству 3ij, i=1…M, j=1…N.

Каждое вычислительное устройство 3ij, i=1…M, j=1…N определенного типа соответствует одному элементу путевого развития объекта автоматизации. Вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N соединяются между собой каналами связи 4i, i=1…Z в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации, каждое вычислительное устройство 3ij, i=1…M, j=1…N соединяется с соответствующими объектами контроля 5ij, i=1…S, j=1…N, и управления 6ij, i=1…U, j=1…N.

Элементами путевого развития объекта автоматизации могут быть: входной светофор, выходной светофор, маневровый светофор, участок пути, приемо-отправочный путь, стрелка и другие.

Гибридное устройство маршрутизации работает следующим образом.

Сигналы телесигнализации от объектов контроля 5ij, i=1…S, j=1…N поступают в вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N и далее, по каналам связи 4i, i=1…Z, передаются в другие вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N и через локальные вычислительные сети 2i, i=1…L в автоматизированные рабочие места 1i, i=1…R.

Команды телеуправления формируются автоматизированными рабочими местами 1i, i=1…R. Команды телеуправления через локальные вычислительные сети 2i, i=1…L поступают в вычислительные устройства 3ij, i=1…M, j=1…N. В вычислительных устройствах 3ij, i=1…M, j=1…N осуществляется проверка условий возможности выполнения команды в данный момент времени и, в случае возможности выполнения команды, осуществляется передача сигналов телеуправления на объекты управления 6ij, i=1…U, j=1…N.

Таким образом, в зависимости от сигналов телесигнализации осуществляется блокировка или формирование сигналов телеуправления на объекты управления.

Использование гибридного устройства маршрутизации имеет следующие достоинства:

• построение системы управления для конкретного объекта автоматизации осуществляется путем выбора необходимых вычислительных устройств, соответствующих элементам путевого развития и соединения их между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации, в результате отсутствует необходимость разработки сложного программного обеспечения функциональных зависимостей объекта автоматизации;

• формирование функциональных зависимостей всего объекта автоматизации осуществляется несколькими вычислительными устройствами, каждое из которых осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития;

• сокращаются сроки и стоимость ввода в эксплуатацию объекта автоматизации ввиду отсутствия необходимости разработки сложного программного обеспечения функциональных зависимостей объекта автоматизации;

• при изменении путевого развития станции, изменение функциональных зависимостей объекта автоматизации осуществляется путем изменения количества и типов вычислительных устройств, а также соединения их между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации;

• возможно применение устройства на сколь угодно крупной станции, так как с увеличением элементов путевого развития увеличивается и количество вычислительных устройств.

Таким образом, предлагаемое устройство является универсальным, и его можно использовать на любом объекте железной дороги (станция, перегон, разъезд, блок-пост, сортировочная горка).

При этом, использование предлагаемого устройства сокращает сроки ввода объекта в эксплуатацию при его первоначальном запуске или при внесении изменений в него.

Гибридное устройство маршрутизации, содержащее автоматизированное рабочее место дежурного по станции, объекты контроля, объекты управления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит L локальных вычислительных сетей, N вычислительных устройств M типов, Z каналов связи, причем каждое автоматизированное рабочее место подключено к каждой локальной сети, каждая локальная сеть подключена к каждому вычислительному устройству, каждое вычислительное устройство соответствует одному элементу путевого развития и осуществляет функциональные зависимости для одного элемента путевого развития объекта автоматизации, вычислительные устройства соединяются между собой каналами связи в соответствии со связями элементов путевого развития объекта автоматизации и содержат первую и вторую пару однокристальных микроконтроллеров, устройство сравнения, приемо-передатчик, устройство ввода сигналов и устройство вывода сигналов, причем первая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к локальным вычислительным сетям, к каналам связи, к устройству сравнения и к приемо-передатчику, устройство сравнения подключено к приемо-передатчику, вторая пара однокристальных микроконтроллеров подключена к приемо-передатчику и к устройству вывода сигналов, устройство ввода сигналов подключено ко второй паре однокристальных микроконтроллеров, каждое вычислительное устройство соединяется с соответствующими объектами контроля и управления.
Гибридное устройство маршрутизации
Гибридное устройство маршрутизации
Гибридное устройство маршрутизации
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 94 items.
20.02.2013
№216.012.285e

Способ определения времени проведения очередного профилактического обслуживания объекта и система для его реализации

Группа изобретений относится к области вычислительной техники, в частности к способам и устройствам контроля, и может найти применение в практике эксплуатации для оптимального управления профилактическим обслуживанием объекта по текущему состоянию его надежности, и может быть использована в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475854
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.32a3

Система для управления устройством лубрикации на локомотиве-рельсосмазывателе

Изобретение относится к устройствам для смазки рельсов, устанавливаемым на транспортных средствах. Система содержит навигационный блок, который включает навигационный приемник, выход которого подключен к входу вычислителя, который подключен к карте памяти, а также блок сопряжения с устройством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478506
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.32a5

Станционное устройство маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к устройствам автоматики и телемеханики и может быть использовано для управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте. Станционное устройство маневровой автоматической локомотивной сигнализации состоит из управляющего вычислительного комплекса,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478508
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.32a6

Система передачи данных маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к системам передачи данных и может быть использовано для обмена информацией между станционными и бортовыми устройствами в целях обеспечения управления движением локомотивов. Система передачи данных маневровой автоматической локомотивной сигнализации содержит станционное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478509
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.47ca

Система контроля поверхности катания железнодорожной колесной пары

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для автоматического контроля технического состояния рельсового подвижного состава в процессе его эксплуатации. Система контроля поверхности катания колеса железнодорожной колесной пары содержит две группы датчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483958
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.53b7

Устройство для осмотра вагонов

Изобретение относится к области оптической передачи изображений и может быть использовано для осмотра вагонов. Устройство для осмотра вагонов содержит многосекционную штангу, на одном конце которой установлена телевизионная камера, а в ее средней части размещен корпус, в котором установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487034
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53b8

Устройство интеллектуальной бортовой аппаратуры маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте. Устройство интеллектуальной бортовой аппаратуры маневровой автоматической локомотивной сигнализации содержит контроллер управления, модуль индикации, модуль управления, модуль навигационных сигналов, радиомодем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487035
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.08.2013
№216.012.63d9

Способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой заключается в том, что принятые на локомотиве сигналы аппаратуры рельсовых пеней контролируют на достоверность, формируют и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491198
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6d38

Информационное вагонное табло

Изобретение относится к информационному табло и может быть использовано в вагоне для информирования пассажиров о движении поезда. Технический результат достигается тем, что информационное вагонное табло включает закрепленное в корпусе и выполненное на прозрачном листе информационное изображение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493611
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ea4

Комбинированное колесо

(57) Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях железнодорожных транспортных средств для их передвижения по автомобильным дорогам. Комбинированное колесо состоит из закрепленных на удлиненной оси отдельных колес для передвижения по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493975
Дата охранного документа: 27.09.2013
Showing 1-10 of 225 items.
20.02.2013
№216.012.285e

Способ определения времени проведения очередного профилактического обслуживания объекта и система для его реализации

Группа изобретений относится к области вычислительной техники, в частности к способам и устройствам контроля, и может найти применение в практике эксплуатации для оптимального управления профилактическим обслуживанием объекта по текущему состоянию его надежности, и может быть использована в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475854
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.32a3

Система для управления устройством лубрикации на локомотиве-рельсосмазывателе

Изобретение относится к устройствам для смазки рельсов, устанавливаемым на транспортных средствах. Система содержит навигационный блок, который включает навигационный приемник, выход которого подключен к входу вычислителя, который подключен к карте памяти, а также блок сопряжения с устройством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478506
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.32a5

Станционное устройство маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к устройствам автоматики и телемеханики и может быть использовано для управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте. Станционное устройство маневровой автоматической локомотивной сигнализации состоит из управляющего вычислительного комплекса,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478508
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.32a6

Система передачи данных маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к системам передачи данных и может быть использовано для обмена информацией между станционными и бортовыми устройствами в целях обеспечения управления движением локомотивов. Система передачи данных маневровой автоматической локомотивной сигнализации содержит станционное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478509
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.47ca

Система контроля поверхности катания железнодорожной колесной пары

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для автоматического контроля технического состояния рельсового подвижного состава в процессе его эксплуатации. Система контроля поверхности катания колеса железнодорожной колесной пары содержит две группы датчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483958
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.53b7

Устройство для осмотра вагонов

Изобретение относится к области оптической передачи изображений и может быть использовано для осмотра вагонов. Устройство для осмотра вагонов содержит многосекционную штангу, на одном конце которой установлена телевизионная камера, а в ее средней части размещен корпус, в котором установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487034
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.53b8

Устройство интеллектуальной бортовой аппаратуры маневровой автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте. Устройство интеллектуальной бортовой аппаратуры маневровой автоматической локомотивной сигнализации содержит контроллер управления, модуль индикации, модуль управления, модуль навигационных сигналов, радиомодем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487035
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.08.2013
№216.012.63d9

Способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой заключается в том, что принятые на локомотиве сигналы аппаратуры рельсовых пеней контролируют на достоверность, формируют и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491198
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6d38

Информационное вагонное табло

Изобретение относится к информационному табло и может быть использовано в вагоне для информирования пассажиров о движении поезда. Технический результат достигается тем, что информационное вагонное табло включает закрепленное в корпусе и выполненное на прозрачном листе информационное изображение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493611
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ea4

Комбинированное колесо

(57) Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях железнодорожных транспортных средств для их передвижения по автомобильным дорогам. Комбинированное колесо состоит из закрепленных на удлиненной оси отдельных колес для передвижения по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493975
Дата охранного документа: 27.09.2013
+ добавить свой РИД