Результат интеллектуальной деятельности: Система интервального регулирования движения поездов

Изобретение относится к системам автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов.

Известна система интервального регулирования движения поездов содержащая размещенные на посту электрической централизации (ЭЦ) каждой станции интегрированные устройства микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки со станционными и перегонными бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, а на локомотивах поездов бортовые устройства автоматического управления движением поездов с приемником спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS и приемопередатчиком мобильной радиосвязи GSM-R, или аналогичной, причем бортовые устройства автоматического управления движением поездов связанны с интегрированными устройствами микропроцессорных электрических централизаций и автоблокировки, как через телемеханические каналы передачи информации по бесстыковым рельсовым цепям тональной частоты, так и через цифровые радиоканалы мобильной радиосвязи GSM-R, или аналогичной, при этом базовые станции мобильной радиосвязи GSM-R подключены к магистральной линии передачи цифровых данных для диспетчерского контроля и управления движением поездов, а на каждой станции к этой линии подсоединено интегрированное устройство микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, и радио блок центр зонального управления движением поездов и сервер мобильной радиосвязи GSM-R, при этом блоки контроля и управления рельсовыми цепями, конструктивно объединенные с соответствующим устройством микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, соединены с группами ближайших к этим устройствам рельсовых цепей первыми локальными проводными сетями (http://scbist.com/xx3/3931-asi-obschie-principy-raboty-sistemy-itarus-atc.html, Общие принципы работы системы ITARUS-ATC).

Недостатком известной системы является то, что кабельные проводные линии, соединяющие основные и резервные блоки аппаратуры центрального поста со станционными и перегонными напольными устройствами системы, являются элементами подверженными одновременному влиянию на них ряда поражающих факторов, в частности, таких как возгорания и затопления, грозовые перенапряжения, повреждения при земляных работах одновременно нескольких близко расположенных кабельных соединений. В результате существует весьма высокая вероятность полного прекращения функционирования системы в штатном режиме и полного перехода ее на ручное управление и диспетчерское управление по голосовой радиосвязи. При этом, на время устранения неисправностей системы, скорость движения поездов ограничивается до 20 км/час, что может вызывает слишком большие экономические потери, особенно на участках с большой интенсивностью движения пассажирских поездов.

В качестве прототипа принята система интервального регулирования движения поездов, содержащая размещенные на посту электрической централизации каждой станции интегрированное устройство микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки со станционными и перегонными бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом локомотиве поезда бортовое устройство автоматического управления движением поезда с приемником спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS и приемопередатчиком мобильной радиосвязи GSM-R, или аналогичной, причем бортовое устройство автоматического управления движением поезда связано с интегрированными устройствами микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, как через телемеханические каналы передачи информации по бесстыковым рельсовым цепям тональной частоты, так и через цифровые радиоканалы мобильной радиосвязи GSM-R, или аналогичной, при этом базовые станции мобильной радиосвязи GSM-R подключены к магистральной линии передачи цифровых данных для диспетчерского контроля и управления движением поездов, к этой линии также подсоединены интегрированное устройство микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, радио блок центр зонального управления движением поездов и сервер мобильной радиосвязи GSM-R, при этом блоки контроля и управления рельсовыми цепями конструктивно объединены с соответствующим устройством микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки и соединены с группами соответствующих ближайших к этому устройству рельсовых цепей первыми локальными проводными сетями (http://m.bombardier.com/m/pdf/BT-RCS-Products-Book_ru.pdf).

В известной системе кабельные проводные линии, соединяющие основные и резервные блоки аппаратуры центрального поста с станционными и перегонными напольными устройствами системы, являются элементами подверженными одновременному влиянию на них ряда поражающих факторов, в частности, возгорания и затопления, грозовые перенапряжения, повреждения при земляных работах одновременно нескольких близко расположенных кабельных соединений. Поэтому существует весьма высокая вероятность полного прекращения функционирования системы в штатном режиме и перехода ее на ручное управление и диспетчерское управление по голосовой радиосвязи. При этом, на время устранения неисправностей системы, скорость движения поездов ограничивается до 20 км/час, что приводит к значительным экономическим потерям, особенно на участках с большой интенсивностью движения пассажирских поездов.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности системы.

Технический результат достигается тем, что система для интервального регулирования движения поездов, содержащая размещенное на посту электрической централизации каждой станции устройство микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки со станционными и перегонными бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом локомотиве поезда - бортовое устройство автоматического управления движением поезда с приемником спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS и приемопередатчиком мобильной радиосвязи GSM-R, при этом базовые станции мобильной радиосвязи GSM-R соединены с магистральной линией передачи цифровых данных, к которой на станции подключены радио блок центр зонального управления движением поездов, сервер мобильной радиосвязи GSM-R и устройство микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, соединенное с блоком контроля и управления рельсовыми цепями, входы/выходы которого посредством первых локальных проводных сетей соединены с группами рельсовых цепей участков рельсового пути, прилегающих к станции, согласно изобретению снабжена рельсовыми цепями сигнального тока низкочастотного диапазона на разделенных изолирующими стыками путевых участках маршрутов движения поездов по главным путям станций и главным путям, прилегающим к этим станциям перегонов, причем эти рельсовые цепи соединены с устройством микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки соответствующей станции посредством вторых локальных проводных сетей, и введены блоки группового контроля плюсового положения всех стрелок, расположенных на путевых участках маршрутов движения поездов по главным путям станции и прилегающим к ним перегонам, причем входы каждого блока группового контроля плюсового положения стрелок соединены с выходами путевых датчиков плюсового положения стрелок, расположенных на соответствующих путевых участках маршрутов, а их выход соединен с входом соответствующего устройства микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, которое снабжено программно аппаратным модулем управления, обеспечивающим переключение системы на резервный режим регулирования движения поездов по главным путям станций и прилегающих к ним перегонов при отказе основных узлов устройства микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки.

На чертеже приведена схема предлагаемой системы для интервального регулирования движения поездов.

Система для интервального регулирования движения поездов содержит размещенное на посту электрической централизации каждой станции 1 (2) устройство 3 микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки со станционными и перегонными бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты, а на каждом локомотиве поезда - бортовое устройство 4 автоматического управления движением поезда с приемником 5 спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS и приемопередатчиком 6 мобильной радиосвязи GSM-R, при этом базовые станции 7 мобильной радиосвязи GSM-R соединены с магистральной линией 8 передачи цифровых данных, к которой на станции 1 (2) подключены радио блок центр 9 зонального управления движением поездов, сервер 10 мобильной радиосвязи GSM-R и устройство 3 микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, соединенное с блоком 11 контроля и управления рельсовыми цепями, входы/выходы которого посредством первых локальных проводных сетей соединены с группами рельсовых цепей участков рельсового пути, прилегающих к станции, рельсовые цепи сигнального тока низкочастотного диапазона реализованы на разделенных изолирующими стыками путевых участках маршрутов движения поездов по главным путям станций и главным путям, прилегающим к этим станциям перегонов, причем эти рельсовые цепи соединены с устройством 3 микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки соответствующей станции 1 (2) посредством вторых локальных проводных сетей, блоки 12 группового контроля плюсового положения всех стрелок, расположенных на путевых участках маршрутов движения поездов по главным путям станции и прилегающим к ним перегонам, входами соединены с выходами путевых датчиков плюсового положения стрелок (на чертеже не показано), расположенных на соответствующих путевых участках маршрутов, а их выход соединен с входом соответствующего устройства 3 микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки, которое снабжено программно аппаратным модулем 13 управления, обеспечивающим переключение системы на резервный режим регулирования движения поездов по главным путям станций и прилегающих к ним перегонов при отказе основных узлов устройства микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки.

Система для интервального регулирования движения поездов функционирует следующим образом.

Радио блок центр 9 зонального управления движением поездов передает информацию о состоянии устройств системы управления движением и обеспечения безопасности, например, свободности и занятости приемоотправочных путей и стрелочных участков, а также данные, поступающие от систем электрической централизации и автоблокировки. Радио блок центр 9 является дополнительным каналом получения информации для работы систем безопасности движения поездов. Стрелками и светофорами на станциях управляет устройство 3 микропроцессорной электрической централизации, имеющее повышенную степень защиты от ошибок системы и оператора. Свободность и занятость участков пути на станции и перегоне контролируется в первую очередь рельсовыми цепями тональной частоты. Кроме того, по рельсовым цепям подаются на локомотивы сигналы автоматической локомотивной сигнализации. Система с помощью цифровых радиоканалов мобильной радиосвязи GSM-R взаимодействует с бортовыми устройствами 4 автоматического управления движением поездов, получая от них информацию о местоположении локомотивов и передавая на локомотивы информацию о показаниях путевых светофоров и временных ограничениях скорости.

Управление движением поездов осуществляется командами, передаваемыми от поездного диспетчера или автодиспетчера по магистральной линии 8 передачи цифровых данных диспетчерского контроля и управления движением поездов, соединенной с радио блок центрами 9 зонального управления движением поездов.

Зона ответственности каждого из радио блок центров 9 зонального управления движением поездов ограничена его вычислительными ресурсами и зоной радио покрытия GSM-R.

Бортовое устройство 4 автоматического управления движением поезда получает информацию о свободности впереди лежащих блок участков по рельсовым цепям, а информацию по ограничениям скорости - из электронной карты участка, хранящейся в его памяти. Бортовое устройство 4 автоматического управления движением поезда выполняет команды, поступающие по радиосвязи GSM-R из радио блок центров 9 зонального управления движением поездов, и реализует разрешение на движение только в заданной зоне до следующей контрольной точки.

Система обладает повышенной отказоустойчивостью, так как отказ канала GSM-R или отказы в работе некоторых из рельсовых цепей на перегоне не приводят к катастрофической ситуации из-за значительного дублирования поступающей в центры управления и на локомотивы информации, необходимой для управления движением поездов. Различие полученной информации по каналам GSM-R и рельсовым цепям анализируется бортовым устройством 4 и для реализации принимается информация, обеспечивающая более высокий уровень безопасности. Такой же принцип используется при определении допустимой скорости движения, информация о которой задается различными источниками: из радио блок центра 9 зонального управления движением поездов, электронной картой участка и системой автоматической локомотивной сигнализации. Возможность кодирования рельсовой цепи с конкретным номером, привязанным к инфраструктуре, и известными координатами позволяет реализовать безопасную и адресную передачу информации на поезда. Непрерывно координата местоположения локомотива отслеживается приемником 5 спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS с периодической дополнительной проверкой по электронной карте маршрута при проследовании локомотивом границ рельсовых цепей.

Если кабельные проводные линии, соединяющие основные и резервные блоки аппаратуры центрального поста со станционными и перегонными напольными устройствами системы подвергаются одновременному влиянию на них ряда поражающих факторов, в частности, таких как возгорания и затопления, грозовые перенапряжения, или нескольких близко расположенных кабельных соединений одновременно повреждаются при земляных работах, то происходит полное прекращение функционирования соответствующих блоков устройства 3 микропроцессорной электрической централизации в штатном режиме. Однако в отличие от прототипа, в предлагаемой системе предусмотрен резервный режим работы, в котором используются элементы путевой аппаратуры и аппаратуры электрической централизации конструктивно и схемно не зависимые от отказавших элементов соответствующих блоков устройства 3 микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки. Такими основными элементами являются рельсовые цепи сигнального тока низкочастотного диапазона, радио блок центры зонального управления движением поездов 9 и серверы 10 мобильной радиосвязи GSM-R. Резервный режим вводиться диспетчером посредством ввода команды переключения на резерв, которая обрабатывается и исполняется программно аппаратным модулем 13 управления, обеспечивающим переключение системы на резервный режим регулирования движения поездов по главным путям станций и прилегающих к ним перегонов. В этом режиме рельсовые цепи сигнального тока низкочастотного диапазона обеспечивают контроль исправности и свободности путевых участков маршрутов движения поездов только по главным путям станций и главным путям, прилегающих к этим станциям перегонов, а диспетчерское управление движением поездов по этим участкам маршрутов использует только передачу управляющей информации на поезда по каналам GSM-R. Это является достаточным для повышения допустимой скорости движения по этим маршрутам до 60-70 км/час и предотвращения слишком больших потерь пропускной способности железнодорожных участков. Интервалы попутного следования поездов также увеличиваются из-за того, что длины рельсовых цепей сигнального тока низкочастотного диапазона могут достигать суммарной длины до восьми рельсовых цепей тональной частоты. Рельсовые цепи преимущественно работают как в нормальном, так и в резервном режиме, так как они не мешают нормальной работе рельсовых цепей тональной частоты. В принципе в нормальном режиме для экономии электроэнергии эти рельсовые цепи могут быть отключены дополнительными коммутаторами. Однако непрерывная их работа упрощает аппаратуру, позволяет повысить коэффициент готовности, а также может быть использована для выявления ложной блокировки рельсовых цепей тональной частоты. Вторые локальные проводные сети, конструктивно защищены от одновременного их отказа с соответствующими первыми локальными проводными сетями, например, за счет большого пространственного разнесения или другого конструктивного выполнения (использование не кабельных, а воздушных проводных соединений). Кроме контроля свободности путевых участков маршрутов движения поездов посредством рельсовых цепей сигнального тока низкочастотного диапазона, в предлагаемой системе блоки 12 группового контроля плюсового положения всех стрелок, расположенных на упомянутых путевых участках маршрутов, осуществляют контроль наличия или отсутствия разрешенных враждебных маршрутов и движения по другим путям, кроме главных. Эти блоки 12 проверяют положение стрелок по состоянию путевых датчиков плюсового положения всех стрелок участков маршрутов движения поездов и передают эти данные диспетчеру, в компьютер его автоматизированного рабочего места. В качестве путевых датчиков могут быть использованы дополнительные или имеющиеся свободные контакты переключателей стрелочных приводов.

Таким образом, предлагаемая система при относительно малом усложнении существующей аппаратуры обладает повышенной надежностью работы и обеспечивает снижение задержек поездов при отказах устройства микропроцессорной электрической централизации и автоблокировки.