Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА ПЕРЕГОНЕ

Изобретение относится к технике автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на железнодорожном транспорте для интервального регулирования поездов на перегоне.

Известна система интервального регулирования движения поездов на перегоне, содержащая путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров, а также и рельсовые цепи блок-участков (см. «Типовые материалы для проектирования», 410003-ТМП, «Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования», АБТЦ-2000, Альбом 3, МПС ГТСС, 2000 г., стр.21, 24, 27, 29, 39, 41).

Эта система предотвращает столкновение следующих позади подвижных единиц рельсового транспорта с идущими впереди подвижными единицами рельсового транспорта в случае проезда следующей позади подвижной единицей рельсового транспорта первого светофора с запрещающим сигналом с превышением разрешенной скорости.

Недостатком известной системы является то, что минимально допустимый пространственный интервал между попутно следующими поездами состоит из суммы длин двух блок-участков и защитного участка. Такой длинный интервал снижает пропускную способность перегона.

Наиболее близким аналогом является путевое устройство автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, в которое входят путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и рельсовые цепи блок-участков, блок контроля рельсовых цепей, содержащий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей, блоки передачи на подвижную единицу рельсового транспорта кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку сигнальных показаний, блоки включения кодирования, каждый из которых своими первым и вторым выходами соединены соответственно с входом соответствующего блока передачи на подвижную единицу рельсового транспорта кодовых сигналов и входом соответствующего блока сигнальных показаний, пусковой вход каждого блока включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера, соединенного через канал связи с диспетчерским центром управления (RU 2387562 B61L 23/16, 27.04.10).

Недостатком известного устройства является его невысокая надежность, обуславливающая возможность столкновения следующих позади подвижных единиц рельсового транспорта с идущими впереди подвижными единицами рельсового транспорта при ложной свободности занимаемой первой единицей рельсового транспорта рельсовой цепи и режиме автоблокировки без защитных блок участков: на единственном светофоре, ограждающем в этом режиме работы блок-участок, занятый первой единицей рельсового транспорта, при ложной свободности рельсовой цепи горит разрешающий сигнал.

Разрешающий сигнал появляется, если подвижная единица рельсового транспорта имеет сверхнормативное сопротивление поездного шунта и не вызывает срабатывания путевого приемника рельсовой цепи из-за нарушения условий шунтового режима и при неконтролируемой подпитке путевого приемника рельсовой цепи, занятой подвижной единицей рельсового транспорта из соседних рельсовых цепей из-за повреждения изолирующих стыков. Эта опасность существует, когда первая и вторая подвижные единицы рельсового транспорта следуют по перегону в неправильном направлении.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение надежности работы системы интервального регулирования движения поездов на перегоне и эффективности режима регулирования. Это позволяет обеспечить безопасность движения при сохранении высокой пропускной способности перегона.

Технический результат достигается тем, что система интервального регулирования движения подвижных единиц рельсового транспорта на перегоне содержит путевые проходные светофоры, установленные на границах блок-участков перегона, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров, и рельсовые цепи блок-участков, при этом для каждого блок-участка установлены блок контроля рельсовых цепей, контроллер, блок передачи кодовых сигналов, последовательно соединенные блок включения кодирования и блок сигнальных показаний, выходом подключенный к соответствующему путевому проходному светофору, начало рельсовой цепи защитного участка которого подключено к выходу блока передачи кодовых сигналов, каждая рельсовая цепь блок-участка, а также рельсовая цепь защитного участка каждого светофора включена между соответствующими входом и выходом блока контроля рельсовых цепей этого блок-участка, выход разрешения посылки кода КЖ которого подключен к управляющему входу блока включения кодирования, на каждом блок-участке установлен путевой приемопередатчик ближней цифровой радиосвязи, вход/выход которого подключен через блок сопряжения к соответствующему выходу/входу контроллера, первый вход/выход которого подключен к входу/выходу блока контроля рельсовых цепей, а другой вход/выход по каналу связи - к аппаратно-программному устройству автоматизированного рабочего места дежурного по станции центра диспетчерского управления, в центре диспетчерского управления установлен приемопередатчик дальней цифровой радиосвязи, вход/выход которого через сервер связи подключен к соответствующему выходу/входу аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места дежурного по станции, а на подвижной единице рельсового транспорта, вовлеченной в диспетчерское управление, установлены бортовые приемопередатчики ближней и дальней цифровой радиосвязи, входы/выходы которых через бортовой сервер связи подключены соответственно к первому и второму выходу/входу бортового устройства управления подвижной единицей рельсового транспорта.

При этом бортовое устройство может быть снабжено системой спутниковой навигации и электронными картами маршрута или локомотивным устройством безопасности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема варианта выполнения системы интервального регулирования движения поездов на перегоне.

Система интервального регулирования движения подвижных единиц рельсового транспорта на перегоне содержит путевые проходные светофоры 1 установленные на границах блок-участков 2 перегона, рельсовые цепи 3 защитных участков путевых проходных светофоров 1, и рельсовые цепи 4, 5, 6, 7 блок-участков 2. Для каждого блок-участка 2 установлены блок 8 контроля рельсовых цепей, контроллер 9, первый вход/выход которого подключен к входу/выходу блока 8 контроля рельсовых цепей, а другой вход/выход по каналу 10 связи - к аппаратно- программному устройству 11 автоматизированного рабочего места (АРМ) дежурного по станции центра диспетчерского управления, блок 12 передачи кодовых сигналов, последовательно соединенные блок 13 включения кодирования и блок 14 сигнальных показаний, выходом подключенный к соответствующему путевому проходному светофору 1, начало рельсовой цепи 3 защитного участка которого подключено к выходу блока 12 передачи кодовых сигналов. Каждая рельсовая цепь 4, 5, 6, 7 каждого блок-участка 2, а также рельсовая цепь 3 защитного участка путевого проходного светофора 1 этого блок-участка 2 включена между соответствующими входом и выходом блока 8 контроля рельсовых цепей этого блок-участка 2, выход разрешения посылки кода КЖ которого подключен к управляющему входу блока 13 включения кодирования.

На каждом блок-участке 2 установлен путевой приемопередатчик 15 ближней цифровой радиосвязи, вход/выход которого подключен через блок 16 сопряжения к соответствующему выходу/входу контроллера 9. В центре диспетчерского управления установлен приемопередатчик 17 дальней цифровой радиосвязи, вход/выход которого через сервер 18 связи подключен к соответствующему выходу/входу аппаратно-программного устройства 11 автоматизированного рабочего места дежурного по станции.

На подвижной единице 19 рельсового транспорта, вовлеченной в диспетчерское управление, установлены бортовые приемопередатчики 20 и 21 ближней и дальней цифровой радиосвязи, входы/выходы которых через бортовой сервер 22 связи подключены к выходам/входам бортового устройства 23 управления подвижной единицей рельсового транспорта.

Устройство 23 управления может быть снабжено системой спутниковой навигации и электронными картами маршрута или локомотивным устройством безопасности. В качестве локомотивных устройств безопасности используют БЛОК, КЛУБ-У, САУТ.

Бортовое устройство 23 управления по каналу 24 дальней связи, организованному приемопередатчиками 21 и 17, взаимодействует с аппаратно-программным устройством 11 автоматизированного рабочего места дежурного по станции, а по каналу 25 ближней связи, организованному приемопередатчиками 20 и 15, - с контроллерами 9 блок-участков 2.

Блок 8 контроля рельсовых цепей каждого блок-участка 2 включает генераторы и приемники (на чертеже не показаны). При этом каждая рельсовая цепь 4, 5, 6, 7 блок-участка 2, а также каждая рельсовая цепь 3 защитного участка включена между выходом соответствующего генератора и входом соответствующего приемника.

Система работает следующим образом.

Блок 8 контроля непрерывно посылает в соответствующие рельсовые цепи 4, 5, 6, 7 электрические сигналы. При свободности блок-участка 2 и защитного участка путевого проходного светофора 1 их рельсовые цепи 3-7 остаются разомкнутыми, и сигналы них от соответствующих генераторов не поступают на вход приемников блока 8. По наличию или отсутствию сигналов на входе приемников блок 8 контроля рельсовых цепей определяет свободность или занятость соответствующей рельсовой цепи 3, 4, 5, 6, 7, а также проверяет правильную последовательность их освобождения/занятия и передает информацию о свободности блок-участка 2, правильности освобождения его рельсовых цепей и исправности путевых устройств в контроллер 9, который направляет эту информацию по каналу 10 связи в аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции.

Аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции получает информацию обо всех подвижных единицах 19 рельсового транспорта, а также об их взаимном расположении и занимаемых ими рельсовых цепях 3, 4, 5, 6, 7 блок-участков 2. Причем данная информация периодически поступает от бортового устройства 23 управления каждой подвижной единицы 19 рельсового транспорта по радиоканалу 24 дальней радиосвязи непосредственно и через канал 10 связи от контроллера 9 блок-участка 2 только в случае его нахождения в зоне действия приемопередатчика 15. В случае нахождения подвижной единицы 19 рельсового транспорта в зоне действия приемопередатчика 15 передача информации о местонахождении его бортовое устройство 23 осуществляется по радиоканалу 25 ближней цифровой радиостанции.

Кроме того, аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции по каналу 10 связи от контроллера 9 получает информацию о занятости или свободности рельсовых цепей соответствующих защитных участков и блок-участков 2, целостности пути и работоспособности путевых устройств централизации, полученную им от соответствующего блока 8 контроля рельсовых цепей.

Установленное в аппаратно-программном устройстве 11 АРМ дежурного по станции программное обеспечение использует эту информацию для определения точного местоположения подвижных единиц рельсового транспорта, их идентификации и определения их взаимного расположения, и в соответствии с полученной информацией меняет режим регулирования.

Если согласно поступающей информации вслед за одной подвижной единицей 19 рельсового транспорта следует вторая подвижная единица рельсового транспорта, бортовое устройство 23 управления которого не оборудовано локомотивным устройством безопасности, или обнаружено повреждение цепи или неисправность устройств, кодовый сигнал от аппаратно-программного устройства 11 АРМ дежурного по станции на включение запрещающего сигнала светофора 1 поступает через каналы связи 10 на контроллеры 9 занятого и предыдущего блок-участков 2, а кодовый сигнал на посылку в рельсовую цепь 3 защитного участка светофора 1 кода ЮК поступает на контроллер 9 предшествующего им блок-участка 2. При этом аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции продолжает посылать кодовые сигналы об удержании запрещающего сигнала светофора 1 и посылке кода ЮК на упомянутые блок-участки 2 до тех пор, пока не освободится рельсовая цепь 3 защитного участка путевого проходного светофора 1, ограждающего блок-участок 2, следующий по ходу движения поездов после этих упомянутых блок-участков 2. Тем самым обеспечивается режим интервального регулирования с защитными участками, когда минимально допустимый пространственный интервал между попутно следующими поездами состоит из суммы длин двух блок-участков 2 и защитного участка.

Наличие неисправности определяют по противоречивости сигналов, поступающих от бортового устройства 23 управления подвижной единицы 19 рельсового транспортна по дальнему и ближнему радиоканалам 24 и 25 соответственно и контроллеров 9 блок-участков 2 по каналу связи 10 или по получению соответствующих сигналов, генерируемых вследствие работы контроллера 9.

Если в аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции поступает информация о том, что по перегону друг за другом следуют подвижные единицы 19 рельсового транспорта с бортовыми устройствами 23 управления, оборудованными локомотивными устройствами безопасности, автоматически предотвращающими проезд без остановки и/или с превышением разрешенной скорости светофора с запрещающим сигналом (разрешенная скорость в данном случае составляет менее 20 км/ч), аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции направляет кодовый сигнал приказа на включение запрещающего сигнала светофора 1 только в контроллер 9 занятого в текущий момент блок-участка 2, а кодовый сигнал - на посылку в рельсовую цепь 3 защитного участка светофора 1 кода ЮК автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа на контроллер 9 предшествующего ему блок-участка 2. Тем самым обеспечивается режим интервального регулирования без защитных участков с минимальным допустимым интервалом, обеспечивающим максимальную пропускную способность при сохранении безопасности движения.

Кодовые сигналы приказов на включение запрещающего сигнала на путевом проходном светофоре 1 и посылку в рельсовую цепь 3 соответствующего защитного участка кода КЖ от аппаратно-программного устройства 11 АРМ дежурного по станции по каналам связи 10 поступают на контроллеры 9 соответствующих блок-участков 2, местоположение которых зависит от текущей поездной ситуации и наличия или отсутствия в системе отказов или нарушений целостности пути.

Каждый контроллер 9 построен с выполнением требований по уровню защищенности от опасных отказов. Контроллер 9 преобразует информацию в логический сигнал с уровнем и мощностью, достаточной для управления реле первого класса, находящегося в соответствующем блоке 8 контроля рельсовых цепей (на чертеже не показано) и изменяющего конфигурацию его внутренней схемы, обеспечивая тем самым согласно поступающим кодовым сигналам разрешение на посылку кодового сигнала КЖ или любого иного известного сигнала автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соответствующего текущей поездной ситуации блоком 8 контроля рельсовых цепей или сигнала на включение запрещающего сигнала К или любого иного известного сигнала светофорной сигнализации, соответствующего текущей поездной ситуации и имеющемуся оборудованию на путевом проходном светофоре 1.

Блок 8 контроля формирует сигнал на выходе разрешения посылки кода КЖ и направляет на пусковой вход блока 13 включения кодирования, тем самым разрешая его работу. Блок 13 включения кодирования согласно поступающему сигналу формирует сигнал на включение на соответствующем светофоре 1 запрещающего сигнала К и передает его в блок 14 сигнальных показаний, который включает этот сигнал на этом светофоре 1, или формирует кодовый сигнал ЮК и направляет его в блок 12 передачи кодовых сигналов, который в свою очередь передает этот сигнал в рельсовую цепь 3 защитного участка этого светофора 1 для направления на подвижную единицу 19 рельсового транспорта. При включении на светофоре 1 запрещающего сигнала К рельсовая цепь 3 его защитного участка не кодируется.

При освобождении занятого блок-участка 2 и защитного участка путевого проходного светофора 1, ограждающего следующий блок-участок 2, от аппаратно-программного устройства 11 в контроллер 9 блок-участка 2, предыдущего освободившемуся в текущий момент или в зависимости от текущей поездной ситуации и от принятого согласно ей режима регулирования контроллер блок-участка 2, расположенного против хода движения за предыдущим освободившемуся в текущий момент блок-участку 2, направляются кодовые сигналы приказа на включение на соответствующем путевом проходном светофоре 1 более разрешающего сигнала Ж и посылку в рельсовую цепь 3 его защитного участка сигнала ЮК локомотивной сигнализации, в то время как на контроллер 9 блок-участка 2 в свою очередь предшествующего указанному блок-участку 2 поступают кодовые сигналы приказа на включение сигнала 3 на путевом проходном светофоре 1 и на посылку в рельсовую цепь 3 его защитного участка кода Ж автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, а при дальнейшем удалении идущей впереди подвижной единицы 19 рельсового транспорта и освобождении последующих блок-участков 2 - кодовые сигналы приказа на включение на соответствующем путевом проходном светофоре 1 еще более разрешающего сигнала 3 и посылку в рельсовую цепь 3 его защитного участка сигнала Ж автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, а на контроллер 9 предшествующего участка соответственно направляется кодовый сигнал приказа на посылку в рельсовую цепь защитного участка соответствующего светофора 1 кодового сигнала 3 автоматической локомотивной сигнализации. Принцип работы контроллера 9 и прочих путевых устройств соответствующего блок-участка 2 при этом тот же, что описан для случая, когда поступает кодовый сигнал приказа на включение запрещающего сигнала светофора 1 К.

При этом определение момента освобождения блок-участка 2 и включение более разрешающего сигнала светофора 1, а также разрешение посылки более разрешающего кода автоматической локомотивной сигнализации осуществляется следующим образом.

Бортовое устройство 23 управления подвижной единицы 19 рельсового транспорта, оборудованное локомотивным устройством безопасности, автоматически предотвращающим проезд без остановки и/или с превышением разрешенной скорости светофора с запрещающим сигналом, во время движения с помощью входящей в этом случае в его состав системы спутниковой навигации, постоянно определяет координаты мест нахождения начала и конца подвижной единицы 19 рельсового транспорта и с учетом координат границ текущего блок-участка 2 из также входящей в этом случае в состав бортового устройства 23 электронной карты маршрута и известной длины состава подвижной единицы 19 рельсового транспорта с учетом текущей скорости вычисляет моменты времени занятия и освобождения подвижной единицей 19 рельсового транспорта текущего блок-участка 2 и отправляет эту информацию по радиоканалу 24 дальней цифровой радиосвязи в аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции.

Через радиоканал 25 ближней цифровой радиосвязи на подвижную единицу 19 рельсового транспорта от контроллера 9 занимаемого ей блок-участка 2 в дополнение к кодовым сигналам автоматической локомотивной сигнализации, поступающим по рельсовым цепям защитных участков путевых проходных светофоров 1 при их прохождении, поступает информация о показаниях светофора 1, ограждающего следующий блок участок 2, целостности пути и исправности путевых устройств.

Если контроллер 9 неисправен или из-за других неисправностей аппаратуры на пути не происходит включение на светофоре 1 запрещающего сигнала и/или передачи кода КЖ в рельсовую цепь до тех пор, пока расчетный момент освобождения подвижной единицей 19 рельсового транспорта текущего блок-участка 2 не наступает, бортовое устройство 23 управления подвижной единицы 19 рельсового транспорта посылает через бортовой приемопередатчик 21 дальней цифровой радиосвязи по радиоканалу 24 на приемопередатчик 17 повторяющиеся кодовые сигналы приказа удержания на ограждающем блок-участок 2 светофоре 1 запрещающего сигнала. Аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции передает приказ на удержание на ограждающем блок-участок 2 светофоре 1 запрещающего сигнала через канал 10 связи в контроллер 9 предыдущего по ходу движения подвижной единицы 19 рельсового транспорта блок-участка 2, а также через приемопередатчик 17 по радиоканалу 24 дальней цифровой радиосвязи на бортовое устройство 23 предыдущей по ходу движения подвижной единицы 19 рельсового транспорта. Кроме того, аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции передает повторяющиеся кодовые сигналы на формирование навстречу второй подвижной единице 19 рельсового транспорта кода КЖ через канал 10 связи в контроллер 9 блок-участка 2, расположенного через один блок-участок 2 от занимаемого в текущий момент указанной подвижной единицей 19, также пересылаемые через приемопередатчик 17 по радиоканалу 24 дальней цифровой радиосвязи на бортовое устройство 23 предыдущей по ходу движения подвижной единицы 19 рельсового транспорта.

Факт неисправности устанавливает аппаратно-программное устройство 11 АРМ дежурного по станции, которое согласно входящей в его состав программе сравнивает информацию, поступающую от контроллера 9 по каналу 10 связи и от бортового устройства 23 управления по радиоканалу 24 дальней цифровой радиосвязи, и по самой поступающей информации или по ее отсутствию, а также при выявлении расхождений в информации диагностирует наличие неисправности в системе.

Электронные карты маршрута могут содержаться в постоянном запоминающем устройстве, входящем в состав бортового устройства управления. Более подробно различные варианты исполнения бортового устройства управления, а также иных элементов, блоков, модулей и устройств или их совокупностей, а также их конструктивные особенности описаны, например, в книге«Устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи» под ред. Д.В.Шалягина, 2006, «Маршрут».

Кодовые сигналы приказов, согласно заложенной в постоянном запоминающем устройстве аппаратно-программного устройства 11 АРМ дежурного по станции программе, в зависимости от поездной ситуации, оперативности и надежности первичных источников и путей их доставки снабжаются номером приоритета. Наивысший приоритет имеют приказы, поступающие в бортовое устройство 23 управления напрямую от аппаратно-программного устройства 11 АРМ дежурного по станции по радиоканалу 24 дальней цифровой радиосвязи, меньший приоритет имеют приказы, поступающие в бортовое устройство 23 управления от аппаратно-программного устройства 11 АРМ дежурного по станции через контроллер 9 по радиоканалу 25 ближней цифровой радиосвязи, а наименьший приоритет при таком регулировании имеют сигналы светофоров 1 и локомотивной сигнализации.

Адреса приемопередатчиков 21 дальней цифровой радиосвязи хранятся в памяти бортового устройства 23 управления. Адреса бортовых приемопередатчиков 20 ближней цифровой радиосвязи приемопередатчики 15 ближней цифровой радиосвязи получают от них в процессе установления связи.

В случае если предыдущая по ходу движения подвижная единица 19 рельсового транспорта снабжена бортовым устройством 23 управления, необорудованным локомотивным устройством безопасности, то машинист данной подвижной единицы 19 рельсового транспорта руководствуется сигналами автоматической локомотивной сигнализации, поступающими по радиоканалам 24 и 25 или по рельсовым цепям 3 защитных участков путевых проходных светофоров 1 при их прохождении, и сигналами очередного светофора 1, ограждающего расположенный впереди блок-участок 2.

В случае отсутствия автоматической локомотивной сигнализации - только сигналами очередного светофора 1 и действующими нормами и правилами его проезда.

В случае отсутствия в составе бортового устройства 23 управления электронных карт маршрута и системы спутниковой навигации каждый раз при подходе к очередному блок-участку 2 машинист с помощью установленного на подвижной единице 19 рельсового транспорта приемопередатчика 21 дальней цифровой радиосвязи самостоятельно связывается с дежурным по станции, сообщает местоположение, скорость и запрашивает информацию о свободности расположенных впереди блок-участков 2, исправности путевых устройств сигнализации и целостности пути.

При свободности двух следующих блок-участков 2 и защитного участка светофора 1, ограждающего третий по ходу движения блок-участок 2, машинист следующей позади подвижной единицы 19 рельсового транспорта получает от поездного диспетчера разрешение на проезд очередного путевого светофора 1, его защитного участка и въезд на очередной блок-участок 2 и движение по нему.

В случае занятости, по меньшей мере, дальнего из двух расположенных впереди блок-участков 2 или защитного участка светофора 1, ограждающего блок-участок 2, следующий за этим дальним блок-участком 2, машинист следующей позади подвижной единицы 19 рельсового транспорта, снабженной бортовым устройством 23 управления, не оборудованным локомотивным устройством безопасности, по радиоканалу 24 дальней цифровой радиосвязи с помощью приемопередатчика 21 получает от диспетчерского центра управления приказ на торможение и остановку перед очередным светофором 1.