Результат интеллектуальной деятельности: СТАНЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к системам регулирования движения поездов с использованием радиоканала, и может быть использовано на железнодорожных станциях для повышения пропускной способности линии.

Система интервального регулирования движения поездов на основе спутниковых навигационных средств цифрового радиоканала с координатным методом контроля, содержащая соединенные между собой кабелем системного CAN-интерфейса блоки электроники, индикации, коммутации и ввода данных, расположенные в кабине машиниста, блок электроники выполнен с возможностью определения допустимого скоростного режима и осуществления контроля за его соблюдением за счет фиксации сигналов обратной связи от рукоятки бдительности машиниста, внутреннего фонового тестирования каждого модуля, а также двухканальной обработки информации и включает в себя два модуля центральной обработки информации, модуль маршрута, модуль цифрового радиоканала, два модуля измерения параметров движения, два модуля внешних устройств, систему контроля безопасности и усилитель электропневматического клапана, блок индикации выполнен с возможностью подготовки информации, необходимой машинисту, ее регистрации и индикации, взаимодействия с машинистом посредством рукоятки безопасности и кнопок ввода информации, введения и отображения локомотивных и поездных характеристик, текущего времени, фактической скорости и их сохранения при отключении электропитания и включает в себя модуль регистрации, модуль управления и модуль индикации, блок коммутации выполнен с возможностью включения электропитания устройства, осуществления его связей с периферийной аппаратурой, а также переключения связей при изменении кабины управления локомотивом и включает в себя узел формирования данных о состоянии цепей управления локомотивом. В систему введены блок пакетной связи, который подключен к блоку электроники и предназначен для получения координаты хвоста впередиидущего поезда, и стационарное устройство, состоящее из установленного на автоматизированном рабочем месте персонального компьютера, соединенного с радиомодемом, второй порт которого подключен к дуплексному фильтру, соединенному с антенной радиоканала и входом грозоразрядника, к персональному компьютеру АРМ подключен выход навигационного приемника, вход которого соединен с антенной, и выход устройства сопряжения - с системами электрической централизации, диспетчерской централизацией, диспетчерского контроля, автоматической блокировки (RU 93766, B61L 23/34, B61L 25/04 10.05.2010).

Недостатком известного устройства является ограниченное функциональное использование радиоканала связи между станционным устройством и поездами. Объем радиообмена между станционным и локомотивным устройствами ограничен процедурой идентификации локомотивного устройства, передачи команды на проследование закрытого сигнала светофора, передачи номера маршрута при движении по станции, передачи координаты хвоста впередиидущего поезда и принудительного торможения подвижного состава командой со станционного персонального компьютера.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков и функциональным возможностям является станционное устройство для системы регулирования движения поездов, содержащее блок управления, связанный с устройствами систем автоматической блокировки и электрической централизации, радиомодем и приемник спутниковой навигации, оснащенное блоком трансмиссии данных, состоящим из двух соединенных между собой микропроцессорных модулей, двумя блоками межстанционного обмена данными, двухканальным блоком контроля объектов станции и коммутатором, при этом первый выход/вход первого микропроцессорного модуля подключен к первому блоку межстанционного обмена данными, а первый выход/вход второго микропроцессорного модуля подключен ко второму блоку межстанционного обмена данными, второй выход/вход первого микропроцессорного модуля подключен к первому входу двухканального блока контроля объектов станции, второй выход/вход второго микропроцессорного модуля подключен ко второму входу/выходу двухканального блока контроля объектов станции, приемник спутниковой навигации соединен через коммутатор с входами микропроцессорных модулей, третьи выходы/входы которых соединены с входами/выходами блока управления, а четвертый выход/вход первого микропроцессорного модуля подключен к радиомодему (RU 2492090, B61L 23/34, 2013).

Недостатком известного устройства является невозможность без корректировки параметров аппаратуры получения информации с объектов децентрализованной автоблокировки в случае, когда к станции примыкает с одной стороны перегон, оборудованный централизованной системой автоблокировки, например ЦАБ, и с другой стороны перегон, оборудованный децентрализованной системой автоблокировки, например числовой кодовой автоблокировкой.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения съема информации с объектов систем автоблокировки и электрической централизации, имеющих как централизованное размещение оборудования, так и децентрализованное размещение оборудования.

Технический результат изобретения достигается тем, что в станционное устройство для системы регулирования движения поездов, содержащее двухканальный блок трансмиссии данных, устройство ввода информации от объектов систем с централизованным размещением, радиомодем, устройство связи с соседними станциями, сетевой коммутатор, который связан с приемником спутниковой навигационной системы, согласно изобретению введены устройство ввода информации от объектов систем с децентрализованным размещением, станционный концентратор информации, преобразователь интерфейсов и блок индикации исправности станционного устройства, причем станционный концентратор информации соединен через кабельную линию с перегонными объектами, в состав которых входят соединенные между собой перегонные модемы, программируемые логические контроллеры и модули дискретного ввода/вывода, станционный концентратор информации связан через преобразователь интерфейсов с интерфейсом RS-232 и через интерфейс Ethernet с сетевым коммутатором, а блок индикации исправности станционного устройства соединен интерфейсом CAN с двухканальным блоком трансмиссии данных, при этом в устройство связи с соседними станциями включены связанные интерфейсом Ethernet мультиплексор и маршрутизатор, который соединен интерфейсом Ethernet с сетевым коммутатором, а мультиплексор соединен цифровым каналом связи посредством волоконно-оптического кабеля с аналогичными мультиплексорами соседних станций.

На чертеже приведено станционное устройство для системы регулирования движения поездов.

Станционное устройство для системы регулирования движения поездов содержит двухканальный блок 1 трансмиссии данных, устройство 2 ввода информации от объектов систем с централизованным размещением, радиомодем 3, устройство 4 связи с соседними станциями, сетевой коммутатор 5, который связан с приемником 6 спутниковой навигационной системы. В станционное устройство введены устройство 7 ввода информации от объектов систем с децентрализованным размещением, станционный концентратор 8 информации, преобразователь 9 интерфейсов и блок 10 индикации исправности станционного устройства. Причем станционный концентратор 8 информации соединен через кабельную линию с перегонными объектами 11, в состав которых входят соединенные между собой перегонные модемы 12, программируемые логические контроллеры 13 и модули 14 дискретного ввода/вывода. Станционный концентратор 8 информации связан через преобразователь 9 интерфейсов с интерфейсом RS-232 и через интерфейс Ethernet с сетевым коммутатором 5. Блок 10 индикации исправности станционного устройства соединен интерфейсом CAN с двухканальным блоком 1 трансмиссии данных. При этом в устройство 4 связи с соседними станциями включены связанные интерфейсом Ethernet мультиплексор 15 и маршрутизатор 16, который соединен интерфейсом Ethernet с сетевым коммутатором 5, а мультиплексор 15 соединен цифровым каналом связи посредством волоконно-оптического кабеля с аналогичными мультиплексорами соседних станций.

Блок 1 является малогабаритным промышленным компьютером, состоящим из двух независимых вычислительных узлов - «Секция 1» и «Секция 2», связанных между собой интерфейсом RS232. Одна секция блока 1 связана интерфейсом RS-422 с первым радиомодемом 3 и другая связана интерфейсом RS-422 со вторым радиомодемом 3 для обмена данными с безопасным локомотивным объединенным комплексом (БЛОК) поездов, находящихся в зоне действия цифрового радиоканала на перегоне или прилегающих станциях. К первому радиомодему 3 подключены антенно-фидерные устройства, направленные в сторону одного перегона (на чертеже не показаны), а ко второму радиомодему 3 - антенно-фидерные устройства, направленные в сторону другого перегона.

Сетевой коммутатор 5 связан интерфейсом Ethernet с преобразователем 9 интерфейсов с обеими секциями двухканального блока 1 трансмиссии данных и с устройством 4 связи с соседними станциями.

В релейных шкафах перегонных объектов 11 (децентрализованных объектов) установлены программируемые логические контроллеры 13, связанные с ними интерфейсом RS-485 модули 14 дискретного ввода/вывода и перегонные модемы 12, связанные интерфейсом RS-232 с программируемыми логическими контроллерами 13 и связанные кабельной линией со станционным концентратором 8 информации о состоянии объектов с децентрализованным размещением.

Станционный концентратор 8 информации связан интерфейсом RS-232 с преобразователем 9 интерфейсов, связанным интерфейсом Ethernet с сетевым коммутатором 5 и интерфейсом RS-422 -с приемником 6 спутниковой навигационной системы (GPS-Global Positioning System/ГЛОНАСС).

Блок 10 индикации исправности станционного устройства соединен интерфейсом CAN с двухканальным блоком 1 трансмиссии данных и составлен из двух групп реле и световых ячеек желтого и красного цвета, установленных на пульт-табло дежурного по станции.

Станционное устройство для системы регулирования движения поездов работает следующим образом:

Двухканальный блок 1 трансмиссии данных выполняет функции центрального процессора по формированию данных о поездной ситуации в текущий момент времени на станции и прилегающих к ней перегонах, один из которых оборудован централизованной системой автоблокировки (ЦАБ) и другой - числовой кодовой автоблокировкой. Ввод информации осуществляется от устройства 2 ввода информации от объектов систем с централизованным размещением и устройства 7 ввода информации от объектов систем с децентрализованным размещением.

Ввод в блок 1 информации о состоянии объектов электрической централизации и автоблокировки, имеющих централизованное размещение аппаратуры на посту электрической централизации, осуществляется путем циклического опроса контактов реле этих систем (о положении стрелок и сигналов), формирования и передачи соответствующего кода. В блок 1 по интерфейсу RS-485 поступают коды состояния объектов системы ЦАБ на путях «своей» части перегона, которая примыкает к станции, и коды состояния объектов системы электрической централизации с централизованным размещением оборудования.

Информацию об объектах системы ЦАБ «соседней» части перегона, которая примыкает к соседней станции, блок 1 принимает от блока, установленного на соседней станции, аналогичного блоку 1, через мультиплексор 15, маршрутизатор 16 устройства 4 связи с соседними станциями и сетевой коммутатор 5.

Информация о состоянии объектов системы числовой кодовой автоблокировки (например, реле), расположенных в релейных шкафах на другом перегоне, примыкающем к станции, поступает от контактов реле на модули 14 дискретного ввода/вывода. Модулями 14 циклически опрашиваются контакты реле по команде, передаваемой по интерфейсу RS-485 от программируемых логических контроллеров 13, и формируются соответствующие коды, которые передаются в линию связи. От программируемых логических контроллеров 13 по интерфейсу RS-232 эти коды передаются на перегонные модемы 12 перегонных объектов 11.

Перегонные модемы 12 передают информацию о состоянии объектов с децентрализованным размещением по двум каналам СЦБ (сигнализации, централизации, блокировки) на станционный концентратор 8. Концентратор 8 принимает информацию от всех перегонных модемов 12 и разделяет эту информацию по каналам для каждого программируемого логического контроллера 13. Сигналы программируемых логических контроллеров 13 для преобразования их в требуемый для центрального процессора формат - интерфейс сети Ethernet - поступают на входы преобразователя 9 интерфейсов.

Далее информация поступает в сетевой коммутатор 5 (сети Ethernet) для организации сети обмена данными между двухканальным блоком 1 трансмиссии данных и преобразователем 9 интерфейсов, станционным концентратором 8 информации о состоянии объектов с децентрализованным размещением, перегонными модемами 12, программируемыми логическими контроллерами 13 и модулями 14 ввода/вывода.

Маршрутизатор 16, связанный интерфейсом Ethernet с сетевым коммутатором 5, и мультиплексор 15, входящие в состав устройства 4 связи с соседними станциями, обеспечивают межстанционную связь по цифровым каналам связи ЦСС (центральной станции связи - филиала ОАО РЖД). По ним передается информация в станционное устройство для системы регулирования движения поездов о состоянии объектов целого перегона в случае оборудования его числовой кодовой автоблокировкой и о состоянии объектов «соседней» части перегона в случае оборудования его централизованной автоблокировкой, например, типа ЦАБ.

Блок 1 преобразовывает информацию от систем автоблокировки и электрической централизации и от других систем (например, от аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля) в определенный формат для передачи по интерфейсу RS-422 стационарным устройствам цифрового радиоканала - первому радиомодему 3 и второму радиомодему 3 и последующей передачи на локомотивные устройства радиоканала поезда.

От радиомодемов 3 блок 1 получает следующие сообщения:

- номер поезда, координата поезда, фактическая скорость поезда, номер пути перегона, позиция контроллера;

- подтверждение получения состояния объектов перегона;

- подтверждение получения состояния объектов станции.

Для временного разделения каналов передачи данных между станционным устройством для системы регулирования движения поездов одной станции и аналогичным устройством соседней станции используются приемник 6 спутниковой навигационной системы и преобразователь 9 интерфейсов, связанные через сетевой коммутатор 5 с обеими секциями двухканального блока 1 трансмиссии данных. По полученным сигналам GPS блок 1 рассчитывает момент времени для передачи 1 раз в 3 секунды сообщений в радиоканал. Локомотивные устройства радиоканала на основе времени получения сообщений от радиомодема 3 рассчитывают относительный момент времени для передачи собственных сообщений в радиоканал. Таким образом, синхронизация стационарных и локомотивных устройств радиоканала происходит циклически с периодом 3 секунды.

Правильное функционирование станционного устройства для системы регулирования движения поездов контролируется блоком 10 индикации исправности станционного устройства, управляемого посредством реле с помощью внешних команд, поступающих по линии CAN от секций блока 1. Желтая ячейка индикации блока 10 включается последовательным соединением фронтовых контактов всех реле, связанных с секциями блока 1. Красная ячейка индикации блока 10 включается при замкнутом положении тылового контакта хотя бы одного из реле, включающих желтую ячейку.

К данным, передаваемым на локомотивные устройства радиоканала, относятся следующие объекты:

- маршрут № (наличие/отсутствие его установки и наличие/отсутствие его использования);

- блок-участок № (свободен/занят);

- направление движения на пути № (прием/отправление);

- показание входного светофора №(красный, желтый, зеленый и т.д.);

- ограничение «1» на маршруте № (есть, нет);

- ограничение «2» на маршруте № (есть, нет);

- ограничение «3» на маршруте № (есть, нет);

- ограничение «1» на блок-участке № (есть, нет);

- ограничение «2» на блок-участке № (есть, нет);

- ограничение «3» на блок-участке № (есть, нет).

В соответствии с объектом «маршрут №» локомотивные устройства радиоканала определяют количество свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда на станции (для поездных маршрутов по путям, оборудуемым многозначной автоматической локомотивной сигнализацией (многозначной АЛС)).

В соответствии с объектом «блок-участок №» устройства определяют количество свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда на перегоне (для блок-участков, оборудуемых многозначной АЛС, в том числе для неправильного направления движения).

Объект «направление движения на пути №» используется устройствами для определения количества свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда на перегоне (для каждого пути перегона, оборудуемого многозначной АЛС).

Объект «показание входного светофора №» используется для определения количества свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда на станции (для входных светофоров путей, оборудуемых многозначной АЛС, в том числе при движении с неправильного пути).

Объект «ограничение «1» на маршруте №» используется для определения количества свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда на станции при наличии в рельсах кода «Ж» АЛСН (для поездных маршрутов по путям, оборудуемым многозначной АЛС).

Объект «ограничение «2» на маршруте №» используется для своевременной остановки поезда перед препятствием в случае включения на переезде заградительной сигнализации (для поездных маршрутов, входящих в участки приближения к переездам, для которых предусматривается многозначная АЛС).

Объект «ограничение «3» на маршруте №» используется для ограничения допустимой скорости движения значением 160 км/ч при выключенном режиме скоростного пропуска по станции или переезду (для поездных маршрутов, для которых предусматривается многозначная АЛС).

Объект «ограничение «1» на блок-участке №» используется для определения количества свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда на перегоне при наличии в рельсах кода «Ж» АЛСН (наличие кода «Ж» фиксирует безопасный локомотивный объединенный комплекс 5) (для блок-участков путей, оборудуемых многозначной АЛС).

Объект «ограничение «2» на блок-участке №» используется для своевременной остановки поезда перед препятствием в случае включения на переезде заградительной сигнализации (для блок-участков путей, входящих в участки приближения к переездам путей, оборудуемых многозначной АЛС).

Объект «ограничение «3» на блок-участке №» используется для ограничения допустимой скорости движения значением 160 км/ч при выключенном режиме скоростного пропуска по переезду (для блок-участков путей, входящих в участки приближения к переездам путей, для которых предусматривается многозначная АЛС).

Таким образом, данные информации от устройств СЦБ передаются от станционного устройства для системы регулирования движения поездов на локомотивные устройства радиоканала поезда при его движении по перегону, оборудованному по одному из вариантов системы автоблокировки: централизованной системой автоблокировки или числовой кодовой автоблокировкой.

Эффективность станционного устройства для системы регулирования движения поездов заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения съема информации с релейных объектов автоблокировки и электрической централизации, имеющих как централизованное размещение оборудования на посту, так и децентрализованное размещение оборудования.