Результат интеллектуальной деятельности: Система обмена данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления

Изобретение относится к области автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте и может быть использовано для диспетчерского управления движением поездов на перегонах железнодорожного участка.

Известно устройство обмена данными в системе для интервального регулирования движения поездов между станциями железнодорожного участка, содержащей установленное в диспетчерском пункте управления вычислительное устройство, которое через линию магистральной связи соединено с базовыми станциями системы радиосвязи, которые через каналы связи соединены с радиомодемами, подключенными к соответствующим вычислителям бортовых устройств управления локомотивов поездов, вовлеченных в диспетчерское управление, при этом к вычислителю бортового устройства управления локомотивом подключены бортовой приемник спутниковой навигации и УКВ-радиостанция, соединенная через канал радиосвязи с УКВ-радиостанцией диспетчерского пункта управления, на каждом локомотиве установлены шифратор и блок ввода информации о текущем состоянии пути, по которому следует поезд, и о текущем состоянии его груза, при этом выход блока ввода информации через шифратор подключен к дополнительному входу вычислителя бортового устройства управления локомотивом (RU 2467905, B61L 27/00, 27.11.2012).

Обмен данными между локомотивными системами и диспетчерским центром, а также передача команд управления в известном техническом решении осуществляется с использованием базовых станций и линии магистральной связи, наличие которых обуславливает сложность реализации самой системы, а также ограничение в объеме передаваемой информации, связанное с полосой пропускания используемой системы связи.

В качестве прототипа принята система обмена данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления, используемая в системе интервального регулирования движения поездов на базе радиоканала, которая содержит стационарные центры радиоблокировки, подключенные к ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления и соединенные между собой и с перегонными базовыми станциями радиоканала через сеть передачи данных, а на перегоне между соседними станциями через оптоволоконный кабель и радиоканал, на вовлеченных в систему поездах - бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс локомотива обмена цифровыми данными комплексное локомотивное устройство безопасности, блок определения местоположения локомотива, выполненный на основе спутникового навигатора, блок измерения скорости и пройденного расстояния, блок расчета допустимой скорости, кривых торможения и обмена данными со стационарными центрами радиоблокировки по радиоканалу, вихретоковое устройство текущего контроля фактического состояния рельсов и уточненного измерения скорости, дисплей машиниста, блок головного полукомплекта непрерывного контроля целостности тормозной магистрали поезда, соединенный с блоком полукомплекта хвостового вагона состава поезда через тормозную магистраль поезда, а также через локомотивное радиоприемопередающее устройство и бортовой локальный радиоканал с радиоприемопередающим устройством блока полукомплекта хвостового вагона состава поезда, которое по цепи питания связано с первым выходом автономного источника электропитания, выполненного на базе пневмоэлектрогенератора, вход для подачи воздуха которого подключен к тормозной магистрали поезда, при этом второй выход автономного источника электропитания соединен с входом электропитания блока светового сигнала конца состава поезда, оптоволоконный кабель выполнен в виде комбинированного сенсорного и связевого кабеля, уложенного на перегоне вдоль железнодорожного пути, с обеспечением передачи на его внешнюю оболочку воздействий внешних сил от конструктивных элементов железнодорожного пути и содержащего внутренние элементы механической связи между внешней оболочкой оптоволоконного кабеля и размещенными в нем сенсорными оптическими волокнами с изменяющимися оптическими параметрами при их деформации, при этом одним концом сенсорные оптические волокна соединены с первыми портами связи перегонных блоков формирования и анализа импульсных световых сигналов, вторые порты связи которых подключены к портам связи напольных блоков видеонаблюдения, в составе которых имеется блок автоматической регистрации светового сигнала конца состава поезда, а другими концами соединены с соответствующими первыми портами станционного блока формирования и анализа импульсных световых сигналов, второй порт связи которого через сеть передачи данных соединен с ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления (RU 2556133, B61L 27/04, 10.07.2015).

В известном техническом решении система обмена данными реализована с использованием базовых станций, а также сети передачи данных и оптоволоконного кабеля. Наличие в системе базовых станций усложняет ее реализацию и не позволяет осуществлять передачу большого объема информации из-за их ограниченной полосы пропускания.

Технический результат изобретения заключается в упрощении системы обмена данными с возможностью увеличенного объема передаваемой информации и контроля местонахождения поездов на перегонах железнодорожного участка.

Технический результат достигается тем, что в системе обмена данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления, содержащей размещенные в диспетчерском центре контроля и управления приемопередатчик и сервер, подключенный через блок преобразования сигнала к волоконно-оптической линии, уложенной вдоль железнодорожного пути, а на вовлеченных в систему поездах - бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс локомотива обмена данными комплексное локомотивное устройство безопасности и локомотивное приемопередающее устройство, согласно изобретению на каждом перегоне, условно разделенном на несколько путевых участков, установлены на границах этих участков напольные широкополосные приемопередающие модули, каждый из которых через блок преобразования сигнала соединен с входом соответствующего Y-объединителя, который включен последовательно с волоконно-оптической линией и расположен напротив приемопередающего модуля, а каждый вовлеченный в систему поезд снабжен локомотивным широкополосным приемопередающим модулем, который подключен к бортовому системному интерфейсу локомотива обмена данными, при этом в диспетчерском центре контроля и управления установлен и подключен к серверу блок логической проверки информации, поступающей от локомотивного приемопередающего модуля, выход блока логической проверки информации соединен с управляющим входом приемопередатчика.

На чертеже представлена схема системы обмена данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления.

Система обмена данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления содержит размещенные в диспетчерском центре 1 контроля и управления приемопередатчик 2 и сервер 3, подключенный через блок 4 преобразования сигнала к волоконно-оптической линии 5, уложенной вдоль железнодорожного пути, а на вовлеченных в систему поездах - бортовое оборудование 6, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс 7 локомотива обмена данными комплексное локомотивное устройство 8 безопасности и локомотивное приемопередающее устройство 9, на каждом перегоне 10, условно разделенном на несколько путевых участков, установлены на границах этих участков напольные широкополосные приемопередающие модули 11, каждый из которых через блок 12 преобразования сигнала соединен с входом соответствующего Y-объединителя 13, который включен последовательно с волоконно-оптической линией 5 и расположен напротив приемопередающего модуля 11, а каждый вовлеченный в систему поезд снабжен локомотивным широкополосным приемопередающим модулем 14, который подключен к бортовому системному интерфейсу 7 локомотива обмена данными, при этом в диспетчерском центре 1 контроля и управления установлен и подключен к серверу 3 блок 15 логической проверки информации, поступающей от локомотивного приемопередающего модуля 14, выход блока 15 логической проверки информации соединен с управляющим входом приемопередатчика 2.

Система обмена данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления функционирует следующим образом.

Сформированная в диспетчерском центре 1 контроля и управления информация с сервера 3 через блок 4 преобразования сигнала поступает в волоконно-оптическую линию 5, из которой через блоки 12 преобразования сигнала передается в напольные широкополосные приемопередающие модули 11, установленные на границах участков, на которые условно разделен каждый перегон 10. Информация, поступившая в приемопередающий модуль 11, по широкополосному каналу связи передается в локомотивный приемопередающий модуль 14 бортового оборудования 6 поезда, приближающегося к этому напольному приемопередающему модулю 11. Широкополосные приемопередающие модули, устанавливаемые на границах участков и на локомотивах, реализуются на основе современной технологии (например, с использованием технологии LoRa), позволяющей обеспечить значительные преимущества по сравнению с Wi-Fi сетями в части качества и дальности передачи. Установка таких напольных широкополосных приемопередающих модулей позволяет значительно упростить систему обмена данными из-за их простоты реализации и затрат на установку по сравнению с используемыми в настоящее время базовыми станциями. Используемая современная технология при реализации приемопередающих модулей позволяет каждый перегон 10 условно разделить на требуемое число путевых участков и установить эти модули на их границах. Поскольку по сравнению с Wi-Fi сетями приемопередающий модуль покрывает значительно большую зону радиосвязи с поездами (до 500 м и более), то это обеспечивает более высокий уровень безопасности и надежности при обмене данными локомотивных систем с диспетчерским центром контроля и управления и возможность определения путевого участка перегона, на котором находится поезд, с которым осуществляется обмен информацией. Информация, передаваемая с бортового оборудования 6 поезда с помощью локомотивного приемопередающего модуля 14 поступает на напольный приемопередающий модуль 11, к которому приближается поезд. Информация с этого приемопередающего модуля 11 через блок 12 преобразования сигнала и Y-объединитель 13 поступает в волоконно-оптическую линию 5, из которой через блок 4 преобразования сигнала передается в сервер 3 диспетчерского центра 1 контроля и управления. Одновременно с передаваемой информацией приемопередающий модуль 11 передает присвоенный модулю номер и координаты его установки, которые заранее известны и по которым определяется условный участок перегона 10, на котором находится поезд во время обмена данными его локомотивной системы с диспетчерским центром 1 контроля и управления, в котором сервер 3 с помощью блока 15 логической проверки информации осуществляет проверку поступившей информации, в частности, о параметрах движения поезда на участке перегона и координаты нахождения поезда на участке перегона 10. Подтверждение о принятой диспетчерским центром 1 информации передается по каналу поездной радиосвязи на локомотив. Для этого блок 15 логической проверки информации по завершении проверки поступившей информации формирует сигнал подтверждения, поступающий с выхода блока 15 на управляющий вход приемопередатчика 2, который передает его по каналу поездной радиосвязи на локомотивное приемопередающее устройство 9.