Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ОПОВЕЩЕНИЯ РАБОТАЮЩИХ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЯХ О ПРИБЛИЖЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава.

Известна система контроля и оповещения работников, занятых обслуживанием железнодорожной путевой инфраструктуры, содержащая путевые реле, шифратор, генератор тональной частоты, выход которого через линию диспетчерского контроля связан с входом установленного на месте работ приемного блока, и блок оповестительной сигнализации, генератор частотно-модулированного сигнала с радиопередатчиком, входы которого связаны с выходом приемного блока и с выходом генератора частотно-модулированного сигнала, а к входу генератора тональной частоты подключен шифратор, блок оповестительной сигнализации имеет на входе радиоприемник (RU 1220998, B61L 23/06, 30.03.86).

Недостатками этой системы являются необходимость увязки со стационарными устройствами СЦБ посредством проводных соединений, что ограничивает область применения систем.

Известна система контроля и оповещения, включающая связанные между собой через каналы мобильной сотовой радиосвязи GSM центральное стационарное устройство управления системой, бортовые устройства подвижных единиц рельсового транспорта, оборудованных комплексными локомотивными устройствами безопасности, и носимые работниками путевых бригад блоки индивидуального оповещения, причем центральное стационарное устройство управления системой содержит сервер приложений, соединенный с каналами мобильной сотовой радиосвязи GSM через сервер связи, при этом на каждой из подвижных единиц рельсового транспорта комплексные локомотивные устройства безопасности соединены с упомянутыми каналами мобильной сотовой радиосвязи GSM через бортовое устройство оповещения локомотивной бригады о приближении к месту путевых работ, а упомянутые блоки индивидуального оповещения имеют в своем составе микропроцессорные модули приемопередатчиков GSM связи и соединены с упомянутыми каналами мобильной сотовой радиосвязи GSM (Новиков В.Г. и др. «Координатная система контроля и оповещения», Вестник ВНИИЖТ, 2008, №1, с. 45-48).

Данное устройство не требует увязки посредством проводных соединений с устройствами СЦБ, обеспечивает точный выбор моментов предупреждения о приближении поезда, основанный на знании координат местонахождения подвижных единиц рельсового транспорта и работников путевой бригады, и обеспечивает возможность передачи ответственных приказов на подвижные единицы, оборудованные комплексными локомотивными устройствами безопасности.

Недостатками известной системы является снижение надежности при сбоях в работе системы связи GSM, а также недостаточная безопасность на участках, где обращаются подвижные единицы рельсового транспорта, не оборудованные или имеющие неисправные комплексные локомотивные устройства безопасности. Кроме того, эта система не обеспечивает достаточной безопасности при неисправностях носимых блоков индикации и оповещения.

Наиболее близкой по технической сущности является система контроля и оповещения о приближении подвижного состава, содержащая центральный пункт управления, в котором установлены соединенные между собой сервер приложений и сервер GSM радиосвязи, бортовые блоки подвижных единиц рельсового транспорта, каждый из которых включает в себя комплексное локомотивное устройство безопасности, подключенное двухсторонней связью к узлу оповещения с приемопередатчиком GSM радиосвязи, блоки индивидуального оповещения, каждый из которых состоит из микропроцессорного модуля приемопередатчика GSM радиосвязи, блоки путевого контроля, установленные вблизи рельсов в местах точечного контроля приближения подвижных единиц рельсового транспорта к месту проведения путевых работ, при этом каждый блок путевого контроля состоит из самотестируемого путевого датчика прохождения колес подвижных единиц рельсового транспорта, соединенного двухсторонней связью с приемопередатчиком совмещенной GSM/GPS радиосвязи и приемопередатчиком самоорганизующейся сети, в каждый блок индивидуального оповещения введены микропроцессорный модуль приемопередатчика самоорганизующейся сети связи и переключатель задания режима работы, при этом один порт данных микропроцессорного модуля приемопередатчика самоорганизующейся сети связи соединен с портом данных микропроцессорного модуля приемопередатчика GSM радиосвязи, а другой его порт данных соединен с переключателем задания режима работы (RU 2467902 C1, B61L 23/06, 27.11.2012).

Недостатком этой системы является необходимость использования центрального поста управления (диспетчера) при наличии на участке подвижного состава, не оборудованного комплексным локомотивным устройством безопасности, отсутствие периодического контроля (каждые 12-15 с) за исправностью системы и отсутствие объективного подтверждения воспроизведения сигналов оповещения блоками индивидуального оповещения.

Задачей настоящего изобретения является создание надежной и эффективной системы оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении подвижного состава.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и эффективности оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении подвижного состава за счет обеспечения непрерывного контроля функционирования оборудования и каналов связи и использовании коллективных переносимых устройств на месте проведения ремонтных работ.

Технический результат достигается тем, что система оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава содержит установленные на рельсах на заданном расстоянии от места проведения ремонтных работ датчики обнаружения подвижного состава, периферийные и центральный блоки радиосвязи, по меньшей мере одно коллективное переносимое устройство оповещения, установленное на месте проведения ремонтных работ и содержащее последовательно соединенные устройство управления, формирователь акустических сигналов контроля и оповещения, усилитель и громкоговоритель, а также оптический излучатель, подключенный к другому выходу устройства управления, анализирующее устройство, выходом соединенное с входом устройства управления, приемопередатчик, вход/выход которого подключен к выходу/входу устройства управления, и установленный в непосредственной близости к громкоговорителю микрофон, соединенный с входом анализирующего устройства, каждый периферийный блок радиосвязи включает последовательно соединенные формирователь сигналов контроля и оповещения и передатчик, центральный блок радиосвязи содержит устройство управления, вход которого подключен к приемопередатчику, панель индикации и управления, выходом соединенную с громкоговорителем, а входами/выходами - с выходами/входами устройства управления, и устройство синхронизации, выходом подключенное к входу приемопередатчика, входом/выходом - к другому выходу/входу устройства управления, по обе стороны от места проведения работ установлены два датчика обнаружения подвижного состава, разнесенные между собой на расстоянии не более длины вагона, каждый датчик обнаружения подвижного состава содержит оптический излучатель и приемник излучения, установленные под углом к железнодорожному полотну по его краям на уровне сцепки вагона, при этом выход приемника излучения каждого датчика обнаружения подвижного состава соединен с соответствующим входом формирователя сигналов контроля и оповещения соответствующего периферийного блока радиосвязи, передатчик каждого периферийного блока радиосвязи и приемопередатчик коллективного переносимого устройства оповещения по каналам радиосвязи соединены с приемопередатчиком центрального блока радиосвязи.

Центральный блок радиосвязи дополнительно включает формирователь сигнала оповещения, включенный между выходом устройства управления и вторым входом приемопередатчика.

При этом панель индикации и управления выполнена с возможностью идентификации датчика обнаружения подвижного состава и коллективного переносимого устройства в случае их неработоспособности или нарушении связи по радиоканалу с ними.

Сущность изобретения поясняется приведенной на чертеже структурной схемой системы оповещения о приближении подвижного состава.

Система оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава содержит установленные на рельсах на заданном расстоянии от места проведения ремонтных работ основные и дополнительные датчики 1 обнаружения подвижного состава, периферийные блоки 2 радиосвязи, установленные на месте проведения ремонтных работ центральный блок 3 радиосвязи и коллективные переносимые устройства 4 оповещения. Причем по обе стороны от места проведения ремонтных работ на рельсе установлены два датчика 1 обнаружения подвижного состава, разнесенные друг от друга на расстояние, позволяющее однозначно обнаружить приближающий к месту проведения работ подвижной состав.

Каждое коллективное переносимое устройство 4 оповещения содержит последовательно соединенные устройство 5 управления, формирователь 6 акустических сигналов контроля и оповещения, усилитель 7 и громкоговоритель 8, а также оптический излучатель 9, подключенный к другому выходу устройства 5 управления, анализирующее устройство 10, выходом соединенное с входом устройства 5 управления, приемопередатчик 11, вход/выход которого подключен к выходу/входу устройства 5 управления, и установленный в непосредственной близости к громкоговорителю 8 микрофон 12, соединенный с входом анализирующего устройства 10.

Каждый периферийный блок 2 радиосвязи включает последовательно соединенные формирователь 13 сигналов контроля и оповещения и передатчик 14, соединенные по каналам радиосвязи с приемопередатчиком 15 центрального блока 3 радиосвязи.

Центральный блок 3 радиосвязи содержит устройство 16 управления, вход которого подключен к приемопередатчику 15, панель 17 индикации и управления, выходом соединенную с громкоговорителем 18, а выходами/входами - с входами/выходами устройства 16 управления, и устройство 19 синхронизации, входом подключенное к приемопередатчику 16, а входом/выходом - к другому выходу/входу устройства 16 управления.

По обе стороны от места проведения работ установлены по два датчика 1 обнаружения подвижного состава, разнесенные между собой на расстояние не более длины вагона. Каждый датчик 1 обнаружения подвижного состава содержит оптический излучатель и приемник излучения, установленные под углом к железнодорожному полотну по его краям на уровне сцепки вагона (на чертеже не показаны). При этом выход приемника излучения каждого датчика 1 соединен с соответствующим входом формирователя 13 сигналов контроля и оповещения соответствующего периферийного блока 2 радиосвязи.

Блок питания источника излучения может быть автономным, а у приемника излучения шина питания подключена к блоку питания соответствующего периферийного блока 2 радиосвязи (на чертеже не показано).

Выходы приемников оптического излучения каждого датчика 1 обнаружения подвижного состава соединены кабелем с соответствующими входами формирователя 13 сигналов контроля и оповещения соответствующего периферийного блока 2 радиосвязи.

Передатчик 14 каждого периферийного блока 2 радиосвязи и приемопередатчик 11 коллективного переносимого устройства 4 оповещения по каналу радиосвязи подключены к приемопередатчику 15 центрального блока 3 радиосвязи.

Центральный блок 3 радиосвязи содержит также формирователь 19 сигналов оповещения, включенный между выходом устройства 16 управления и вторым входом приемопередатчика 15.

Панель 17 индикации и управления выполнена с возможностью идентификации датчика 1 обнаружения подвижного состава и коллективного переносимого устройства 4 в случае их неработоспособности или нарушения связи по радиоканалу с ними.

Система оповещения о приближении железнодорожного подвижного состава работает следующим образом.

Перед началом ремонтных работ по обе стороны от места проведения работ первый датчик 1 обнаружения подвижного состава устанавливают на расстоянии

L=[(V_max км/ч/3600)×60] км,

где V_max км/ч - максимальная скорость подвижного состава, разрешенная на данном участке.

Второй датчик 1 устанавливают на расстоянии не более длины вагона от первого датчика 1. Причем второй датчик 1 располагают от места проведения работ на меньшем расстоянии, чем первый датчик 1.

На месте проведения ремонтных работ устанавливают коллективные переносимые устройства 4 оповещения и центральный блок 3 радиосвязи.

Источники оптического излучения каждого датчика 1 постоянно излучают световые сигналы длительностью 1-0,5 с каждые 4-5 с. При отсутствии подвижного состава оптические сигналы принимаются приемником оптического сигнала, где преобразуются в электрические сигналы и передаются в периферийный блок 2, инициирующий формирование в формирователе 13 контрольных сигналов. Контрольные сигналы передаются передатчиком 14 по радиоканалу каждые 12-15 с на центральный блок 3 радиосвязи, транслирующий сигналы контроля по радиоканалу на приемопередатчики 11 коллективных переносимых устройств 4 оповещения.

Приемопередатчик 11 каждого коллективного переносимого устройства 4 оповещения полученные контрольные сигналы передает в блок 5 управления, который направляет соответствующие управляющие сигналы на вход оптического излучателя 9, воспроизводящего световые сигналы длительностью 0,5 с с периодом 12-15 с, и на формирователь 6 для формирования тональных сигналов. Сформированные тональные сигналы через усилитель 7 подаются на вход громкоговорителя 8 для воспроизведения тональных сигналов длительностью 1-2 с и периодом 12-15 с. Контрольные тональные сигналы воспроизводятся громкоговорителем 8 с уровнем ~ на 30 дБ ниже уровня сигнала оповещения.

Воспроизводимые устройством 4 тональные сигналы воспринимаются контрольным микрофоном 12 и поступают на анализирующее 10 устройство, определяющее соответствие воспроизводимых сигналов заданным параметрам контрольных сигналов.

При соответствии параметров контрольных сигналов заданным нормам анализирующее устройство 10 формирует соответствующую информацию, поступающую через устройство 5 управления на приемопередатчик 11, передающий по радиоканалу информацию о нормальной работе системы на приемопередатчик 15 центрального блока 3 радиосвязи. С выхода приемопередатчика 15 информация через устройство 16 управления поступает на панель 17 индикации и управления, на которой включается соответствующая оптическая (не показана) и звуковая (громкоговоритель 8) сигнализация, характеризующая работоспособность функционирования коллективного переносимого устройства 4 оповещения. Данная сигнализация воспринимается руководителем работ или оператором.

При наличии на участке работ нескольких коллективных переносимых устройств 4 оповещения на панели 17 индикации и управления идентифицируется каждый из них с соответствующей индикацией работоспособности их функционирования.

Обнаружение подвижного состава осуществляется при перекрытии светового потока источника излучения корпусом подвижного состава. В результате чего прекращается передача сигналов, инициирующих формирование в формирователе 13 контрольных сигналов, вместо которых от формирователя 13 на вход передатчика 14 поступают сигналы оповещения, передаваемые по радиоканалу на приемопередатчик 15 центрального блока 3 радиосвязи, транслирующий сигналы оповещения на коллективные переносимые устройства 4 оповещения. Сигналы оповещения, принятые приемопередатчиком 11 каждого коллективного переносимого устройства 4, поступают через устройство 5 управления на оптический излучатель 9 и формирователь 6. Сигналы оповещения от формирователя 6 поступают на вход усилителя 7 низкой частоты, нагруженный на громкоговоритель 8.

Воспроизводимые громкоговорителем 8 и оптическим излучателем 9 сигналы оповещения о приближении подвижного состава воспринимаются работающими.

Сигналы оповещения воздействуют на подключенный к анализирующему 10 устройству контрольный 12 микрофон, подключенный к анализирующему устройству 10. При соответствии параметров сигналов оповещения заданным нормам от анализирующего устройства 10 через устройство 5 управления и приемопередатчик 11 информация о нормальной работе системы оповещения поступает по радиоканалу на центральный блок 3 радиосвязи и через приемопередатчик 15 и устройство 16 управления подается на панель 17 индикации и управления, на которой включается соответствующая оптическая и звуковая информация с идентификацией конкретных коллективных переносимых устройств 3 оповещения. Контроль за нормальным функционированием системы оповещения производится руководителем работ или оператором.

Для срабатывания оповещения подвижной состав должен быть обнаружен двумя датчиками 1 (первым и вторым). Срабатывание только одного датчика 1 фиксируется центральным блоком 3 радиосвязи как нарушение связи и сигнализируется на панели 17 индикации и управления.

Направление движения подвижного состава определяется очередностью срабатывания датчиков 1 - срабатывание основного, а потом дополнительного датчика 1 сигнализирует о том, что подвижной состав приближается к месту работ, что вызывает включение системы оповещения. Срабатывание дополнительного, а потом основного датчика 1 свидетельствует о том, что подвижной состав удаляется от места работ, при этом оповещение не включается.

Отказ любого устройства системы или нарушение связи по радиоканалу, вызывающее отклонение от нормы параметров контрольных сигналов и сигналов оповещения или их прекращение, приводит к выключению сигнализации о нормальной работе на панели 17 индикации и управления центрального блока 3 радиосвязи и включению аварийной оптической и акустической сигнализации с идентификацией отказавшего устройства.

Система рассчитана для применения на одном, двух или трех путях участка. Отказ любого датчика 1, характеризующийся отсутствием контрольных сигналов и сигналов оповещения, идентифицируется на панели 17 индикации и управления блока 3.

В системе используется один канал радиосвязи. Работа периферийных блоков 2 радиосвязи, центрального блока 3 радиосвязи и коллективных переносимых устройств 4 по радиоканалу осуществляется в выделенном для каждого из них временном интервале. Обеспечение такого режима функционирования осуществляется синхросигналом, формируемым устройством 19 синхронизации центрального блока 3 радиосвязи.

В предлагаемой системе оповещения предусмотрена возможность экстренной передачи сигнала оповещения руководителем работ или оператором на коллективные переносимые устройства 4. Оператор в ручном режиме с помощью элемента управления (на чертеже не показан) на панели 17 индикации и управления подает соответствующий сигнал на вход устройства 16, который передает команду формирователю 20 для передачи сигналов оповещения на вход приемопередатчика 15, которой транслирует их на коллективные переносимые устройства 4.

Таким образом, предложенная система за счет обеспечения непрерывного контроля фактического функционирования оборудования и каналов связи обеспечивает повышение надежности и эффективности оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении подвижного состава.