Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА КОНТРОЛЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПОЕЗДА

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах управления движением поезда для определения и контроля позиции поезда на пути с организацией цифрового радиоканала передачи данных.

Известна система контроля местоположения поезда в составе станционного устройства для системы регулирования движения поездов, содержащая блок управления, связанный с устройствами систем автоматической автоблокировки и электрической централизации, по сигналам от которых определяет местоположение поезда на пути перегона и станции по состоянию рельсовых цепей (RU 2492090, B61L 23/34,10.09.2013).

Недостатком известной системы является зависимость работы рельсовых цепей от погодных условий, изменяющих величину электрического сопротивления балласта, что обуславливает отказы в путевом оборудовании, приводящие к запрещающему показанию локомотивного светофора, а также влияет на точность определения наличия поезда. Эксплуатация путевого оборудования требует значительных затрат.

Известна система контроля местоположения поезда в составе системы управления движением поезда, принятая за прототип, определяющая местоположение поезда без применения на пути оборудования рельсовых цепей. Данная система содержит бортовой GPS приемник спутниковой навигационной системы, выход которого через блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии связан с бортовым контроллером, вход и выход которого соединен с локомотивной радиостанцией. Локомотивная радиостанция передает данные о местоположении поезда по радиоканалу на стационарный радиоприемопередатчик (центральный коммутатор системы радиосвязи), установленный в центре управления и связанный с информационно-управляющим сервером, который соединен с другими информационно-управляющими системами, например с устройствами системы ЭЦ (электрической централизации) (RU 2419569, B61L 25/02, 27.05.2011).

Недостатком известной системы является ее зависимость от безотказного функционирования поездных средств, определяющих местоположение поезда, и этим самым создание возможности, когда поезд с неисправными упомянутыми средствами не сможет обеспечить функцию определения своего местоположения, что исключает безопасность движения на участке железнодорожного пути.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности системы контроля местоположения поезда.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что система контроля местоположения поезда, содержащая бортовой приемник спутниковой навигационной системы, выход которого через блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии связан с бортовым контроллером, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом локомотивной радиостанции, и установленный в центре управления информационно-управляющий сервер, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом и входом устройства электрической централизации, второй вход и второй выход информационно-управляющего сервера соединены соответственно с выходом и входом стационарного радиоприемопередатчика, согласно изобретению снабжена установленными в центре управления сенсорным устройством слежения за передвижением поезда по перегону и блоком формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, вдоль железнодорожного пути на заданном расстоянии от него проложен волоконно-оптический кабель с герметичной заглушкой и соединен с входом/выходом сенсорного устройства слежения за передвижением поезда по перегону дополнительный выход которого соединен с первым входом блока формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим входом и третьим выходом информационно-управляющего сервера.

Технический результат достигается за счет введенного в систему распределенного вдоль железнодорожного пути простого в исполнении устройства (пассивного чувствительного кабеля), реагирующего на перемещение поезда относительно его, не требующего обслуживания и независимого от погодных условий.

На чертеже приведена система контроля местоположения поезда.

Система контроля местоположения поезда 1 содержит бортовой приемник 2 спутниковой навигационной системы (GPS приемник), выход которого через блок 3 привязки географических координат к трассе железнодорожной линии связан с бортовым контроллером 4, вход и выход которого соединен соответственно с выходом и входом локомотивной радиостанции 5.

В центре 6 управления движением поездов установлены информационно-управляющий сервер 7, устройство 8 ЭЦ, стационарный радиоприемопередатчик 9, сенсорное устройство 10 слежения (рефлектометр) за передвижением поезда по перегону и блок 11 формирования данных о местоположении головного вагона и хвостового вагона поезда.

Первый вход и первый выход информационно-управляющего сервера 7 соединены соответственно с выходом и входом устройства 8 ЭЦ. Второй вход и второй выход информационно-управляющего сервера 7 соединены соответственно с выходом и входом стационарного радиоприемопередатчика 9.

Вход/выход сенсорного устройства 10 слежения за передвижением поезда по перегону подключен к волоконно-оптическому кабелю (ВОК) 12 с герметичной заглушкой 14, проложенному вдоль пути 13 на заданном расстоянии. Дополнительный выход устройства 10 соединен с первым входом блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим входом и третьим выходом информационно-управляющего сервера 7.

Система контроля местоположения поезда работает следующим образом.

Местоположение поезда 1 на пути 13 перегона обнаруживается локационным методом, осуществляемым установленным в центре 6 управления сенсорным устройством 10 (рефлектометром) слежения за передвижением поезда по перегону. Вход/выход сенсорного устройства 10 слежения за передвижением поезда по перегону подключен к волоконно-оптическому кабелю 12 (являющемуся распределенным чувствительным элементом - стандартным телекоммуникационным одномодовым волокном) посредством оптического блока, входящего в состав рефлектометра. На рисунке оптический блок не показан.

Когерентный источник излучения, входящий в состав рефлектометра, вводит в ВОК 12 с герметичной заглушкой 14 от одного выхода сенсорного устройства 10 слежения за передвижением поезда по перегону периодически с заданной частотой короткие оптические импульсы (длина импульса зависит от длины кабеля). Отраженная световая волна, поступающая на вход сенсорного устройства 10, регистрируется фотодетектором рефлектометра. Сигнал в виде рефлектограммы распределения акустического воздействия по всей длине волокна передается с другого выхода сенсорного устройства 10 по интерфейсу программного обеспечения Ethernet на первый вход блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда.

При акустической вибрации ВОК 12, вызываемой при движении поезда, происходит изменение отражения сигнала. Блоком 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда по разности рефлектограммы в отсутствии поезда и рефлектограммы при наличии поезда определяется в режиме реального времени место воздействия на волокно (место нахождения поезда) с точностью ±10 метров. При этом блок 11 фиксирует как головной вагон, так и хвостовой вагон поезда, а также контролирует целостность подвижного состава.

Функционирование блока 11 по контролю передвижения поезда начинается с момента поступления на его второй вход сигнала старта с третьего выхода информационно-управляющего сервера 7. Сигнал старта формируется информационно-управляющим сервером 7 при открытии выходного светофора для выхода поезда на перегон.

С выхода блока 11 данные о местоположении головного вагона и хвостового вагона поезда и целостности подвижного состава по интерфейсу RS-485 передаются на третий вход информационно-управляющего сервера 7.

Программным обеспечением информационно-управляющего сервера 7 информация о передвижении поезда привязывается к плану перегона для отображения на мониторе оператора центра 6 управления передвижения поезда по перегону. С использованием информации о местоположении поезда информационно-управляющий сервер 7 формирует сообщение о поездной ситуации на перегоне.

Информация от бортового приемника 2 спутниковой навигационной системы (GPS приемника) поступает через блок 3 привязки географических координат к трассе железнодорожной линии в бортовой контроллер 4 и затем через выход бортового контроллера 4 на вход локомотивной радиостанции 5. От локомотивной радиостанции 5 информация о местоположении поезда передается в стационарный радиоприемопередатчик 9. По интерфейсу RS-485 она поступает на второй вход информационно-управляющего сервера 7, где сопоставляется с аналогичной информацией от блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда для формирования точного местоположения поезда.

По сигналам о состоянии объектов на станции, включающим, например, данные о номере маршрута, состоянии станционных секций, переданным по интерфейсу RS-485 от устройств 8 ЭЦ на первый вход информационно-управляющего сервера 7, информационно-управляющий сервер 7 формирует сообщение о поездной ситуации на станции.

Сформированные сообщения (управляющие команды по движению) информационно-управляющий сервер 7 передает со второго выхода по интерфейсу RS-485 в стационарный радиоприемопередатчик 9 для передачи по радиоканалу на локомотивную радиостанцию 5. С выхода локомотивной радиостанции 5 управляющие команды по движению поступают в бортовой контроллер 4, который обеспечивает отображение управляющих команд движения на информационном табло машиниста для принятия решений по управлению движением поезда. На рисунке информационное табло машиниста не показано.

Применение предлагаемой системы контроля местоположения поезда обеспечивает следующие преимущества:

- повышение безопасности движения поездов;

- повышение надежности функционирования;

- и снижение эксплуатационных затрат ввиду простого исполнения устройства, реагирующего на перемещение поезда относительно его, не требующего обслуживания и независимого от погодных условий.