10.04.2019
219.017.090a

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к системам управления движением поездов, и может быть использовано для повышения достоверности определения местоположения поезда на маршруте движения. Система содержит в передней и задней кабинах управления поездом комплекты устройств единой комплексной системы управления и безопасности движения поезда, каждый из которых содержит соединенные через CAN интерфейс своей кабины управления поездом подсистему автоведения, подсистему автоматического управления служебным торможением и подсистему контроля безопасности движения, состоящую из подключенных к CAN интерфейсу своей кабины управления поездом приемника спутниковой навигации, модуля электронной карты маршрута, модуля измерения пройденного пути и модуля памяти физических параметров поезда. В подсистеме контроля безопасности движения модуль коррекции текущей координаты первым портом подключен к CAN интерфейсу своей кабины управления поездом, через который модуль коррекции текущей координаты соединен с приемником системы спутниковой навигации, модулем электронной карты маршрута, модулем измерения пройденного пути и модулем памяти физических параметров поезда. Модуль коррекции текущей координаты соединен с блоком памяти и с портом управления модуля электронной карты маршрута. CAN интерфейсы кабин управления поездом соединены между собой. Достигается повышение надежности работы в режиме управления движением поезда по электронной карте маршрута. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к системам управления движением поездов, и может быть использовано для повышения достоверности определения местоположения поезда на маршруте движения.

Известна система управления движением поездов, в которой для определения местоположения поезда на маршруте движения на борту каждого локомотива установлен опросный узел, включающий приемопередатчик сигналов от путевых приемоответчиков (бализов) и блок измерения скорости, связанный с блоком электронной карты маршрута движения поезда. В момент прохождения над бализами происходит уточнение текущей координаты места нахождения поезда на маршруте, увязанное с электронной картой маршрута (журнал «Железные дороги мира», №2, 2007, с.64).

Недостаток вышеуказанной системы управления движением заключается в необходимости дополнительной путевой и локомотивной аппаратуры (радиоблок-центры, ретрансляторы, евробализы, радары акселерометры и т.д.) как на грузонапряженных, так и на малодеятельных линиях. В связи с этим использование таких систем требует значительных капитальных вложений.

В качестве прототипа выбрана система управления движением поездов, содержащая в передней и задней кабинах управления поездом, соответственно, комплекты устройств единой комплексной системы управления и безопасности движения поезда (ЕКС), каждый из которых содержит связанные через соответствующие CAN интерфейсы своих кабин управления поездом подсистемы контроля безопасности движения, автоматического управления служебным торможением и автоведения, при этом подсистема контроля безопасности движения состоит из подключенных к CAN интерфейсу своей кабины управления поездом приемника системы спутниковой навигации, модуля электронной карты маршрута, модуля измерения пройденного пути и модуля памяти физических параметров поезда (RU 2355596, B61L 3/00, 20.05.09).

Аппаратура каждой кабины используется для интервального регулирования тогда, когда кабина является первой кабиной управления, по ходу движения поезда.

Известная система управления движением поезда не обладает достаточной надежностью работы в наиболее оптимальном режиме ведения поезда с использованием непрерывного отслеживания координаты его места нахождения по электронной карте маршрута. Это связано как с накоплением ошибки в модуле измерения пройденного пути из-за износа, буксования и юза колес локомотива, связанных с колесными датчиками импульсов, так и из-за сбоев в работе приемника системы спутниковой навигации. Сбои в работе приемника системы спутниковой навигации могут быть обусловлены потерей видимости достаточного количества навигационных спутников в местностях со сложным рельефом, а также большим уровнем электромагнитных помех, например, в местах пересечения железнодорожной линии с трассами высоковольтных линий электропередач. Сбои приводят к расхождению в измерении текущей координаты и координаты, отслеживаемой по электронной карте маршрута. В условиях появления значительных расхождений система управления поездом переходит на менее эффективное регулирование движения (только по сигналам АЛСН) с определением местоположения поезда с точностью до блокучастков автоблокировки.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы в режиме управления движением поезда по электронной карте маршрута.

Технический результат достигается тем, что в системе управления движением поезда, содержащей в передней и задней кабинах управления поездом соответствующие комплекты устройств единой комплексной системы управления и безопасности движения поезда, каждый из которых содержит соединенные через CAN интерфейс своей кабины управления поездом подсистему автоведения, подсистему автоматического управления служебным торможением и подсистему контроля безопасности движения, состоящую из подключенных к CAN интерфейсу своей кабины управления поездом приемника спутниковой навигации, модуля электронной карты маршрута, модуля измерения пройденного пути и модуля памяти физических параметров поезда, согласно изобретению в подсистему контроля безопасности движения введен модуль коррекции текущей координаты, который первым портом подключен к CAN интерфейсу своей кабины управления поездом, через который своими вторым, третьим, четвертым и пятым портами модуль коррекции текущей координаты соединен соответственно с приемником системы спутниковой навигации, модулем электронной карты маршрута, модулем измерения пройденного пути и модулем памяти физических параметров поезда, шестой порт модуля коррекции текущей координаты соединен с блоком памяти, содержащим базу данных приращений длин и координат аппроксимирующих отрезков пути математической модели маршрута движения поезда, выход модуля коррекции текущей координаты соединен с портом управления модуля электронной карты маршрута, a CAN интерфейсы кабин управления поездом соединены между собой посредством канала защищенного цифрового обмена данными.

Каждый из приемников системы спутниковой навигации настроен на группировки навигационных спутников, различающиеся друг от друга хотя бы одним навигационным спутником.

Система управления движением поезда может быть использована в поездах, имеющих, по крайней мере, две кабины управления, например, такие как пригородные электропоезда, двухсекционные локомотивы, длинносоставные поезда, ведомые несколькими локомотивами, распределенными по длине состава.

На рис.1 приведена схема системы управления движением поезда, на рис.2 приведена блок схема алгоритма работы модуля коррекции текущей координаты.

Система управления движением поезда содержит в передней и задней кабинах (1 и 2) управления поездом соответствующие комплекты (3 и 4) устройств единой комплексной системы управления и безопасности движения поезда, каждый из которых содержит соединенные через CAN интерфейс 5 своей кабины управления поездом подсистему 6 автоведения, подсистему 7 автоматического управления служебным торможением и подсистему 8 контроля безопасности движения, состоящую из подключенных к CAN интерфейсу 5 своей кабины управления поездом приемника 9 спутниковой навигации, модуля 10 электронной карты маршрута, модуля 11 измерения пройденного пути и модуля 12 памяти физических параметров поезда, в подсистеме контроля безопасности движения модуль 13 коррекции текущей координаты первым портом подключен к CAN интерфейсу 5 своей кабины управления поездом, через который своими вторым, третьим, четвертым и пятым портами модуль 13 коррекции текущей координаты соединен соответственно с приемником 9 системы спутниковой навигации, модулем 10 электронной карты маршрута, модулем 11 измерения пройденного пути и модулем 12 памяти физических параметров поезда, шестой порт модуля коррекции текущей координаты соединен с блоком 14 памяти, содержащим базу данных приращений длин и координат аппроксимирующих отрезков пути математической модели маршрута движения поезда, выход модуля 13 коррекции текущей координаты соединен с портом управления модуля 10 электронной карты маршрута, a CAN интерфейсы 5 кабин управления поездом соединены между собой посредством канала 15 защищенного цифрового обмена данными.

Система управления движением поезда функционирует следующим образом.

При движении поезда по конкретному участку дороги в подсистеме 8 контроля безопасности движения на основе данных о скоростных ограничениях, записанных в модуле 10 электронной карты маршрута этого участка, а также данных о допустимых скоростях движения, поступающих от путевых устройств АЛСН, АЛС-ЕН и из центра управления движением по радиоканалу цифровой связи (на чертеже не показано) определяются значения допустимой скорости Vд. и целевой скорости Vц. движения. Допустимая скорость является максимальной и превышение ее вызывает экстренное торможение.

При использовании электронной карты, по мере приближения локомотива к препятствию, на котором предусмотрено ограничение скорости, значение скорости Vд. постепенно снижается, в соответствии с заданной кривой торможения до значения Vц. Машинист поезда при этом должен поддерживать значение фактической скорости движения Vф.<Vд. В таком режиме движения средняя скорость движения поезда определяется препятствием на пути поезда, задающим наиболее жесткое ограничение скорости. Средняя скорость движения поезда с использованием данных электронной карты за счет возможности оптимального движения выше по сравнению со средней скоростью движения без использования данных электронной карты.

Модуль 10 электронной карты маршрута осуществляет

- запись и хранение данных электронной карты маршрута следования поезда,

- вычисление линейной железнодорожной координаты локомотива по данным модуля 11 измерения пройденного пути,

- выбор целей на пути поезда (на участке длиной 5000 м) и отслеживание их проследования головой или хвостом поезда,

- поддержка отслеживания целей до конца маршрута при выходе из электронной карты или за пределы участка, внесенного в электронную карту.

При работе подсистемы 8 контроля безопасности движения с электронной картой маршрута на дисплее (на чертеже не показан) в кабине машиниста индицируются буквы ЭК (электронная карта) в случае, если по данным из электронной карты маршрута формируется актуальное (действующее в данный период времени) ограничение скорости. После ввода номера пути на дисплее в кабине машиниста также индицируется координата пути и расстояние до препятствия.

В предлагаемой системе (по сравнению с прототипом) за счет работы модуля 13 коррекции текущей координаты коррекция координаты местонахождения производится не только в моменты проследования границы между смежными рельсовыми цепями передней частью поезда, а с более высокой периодичностью. Практически, цикл сопоставления данных о текущей координате по электронной карте маршрута и данных от приемников 9 системы спутниковой навигации занимает 3 секунды. То есть, при нормальной работе обоих приемников 9 системы спутниковой навигации корректировка координаты производится каждые 3 секунды, что предотвращает накопление ошибки. При этом соответствие данных от обоих приемников 9 характеризует их высокую достоверность, а совместное соответствие их положению поезда, отслеживаемому модулем 10 электронной карты маршрута, позволяет достигнуть уровня достоверности определения координаты местоположения начала поезда, отвечающего требованиям для основных систем, обеспечивающих безопасность движения поездов. Надежность и безопасность работы системы управления движением поезда в режиме следования по электронной карте маршрута существенно повышаются.

Повышение надежности также обусловлено мажоритарным способом принятия решения об истинном значении текущей координаты. Например, при сбое либо в модуле 10 электронной карты маршрута, либо только в одном из приемников 9 выбирается значение текущей координаты, на основании соответствия между собой двух из трех независимых ее значений. Поскольку приемники 9 существенно удалены друг от друга, вероятность их неправильной одновременной работы из-за электромагнитных помех и/или видимости недостаточного количества навигационных спутников существенно снижается. Дальнейшее повышение безопасности возможно, если каждый из приемников 9 будет настроен на группировки навигационных спутников, различающиеся хотя бы одним навигационным спутником. Это делает работу приемников 9 еще более независимой и соответствие их данных еще более достоверным событием.

В каждом цикле работы во второй порт модуля 13 коррекции текущей координаты кабины 1 поступают данные о текущей координате X1 от приемника 9 системы спутниковой навигации. В первой по ходу движения поезда кабине 1 работают все модули. Во второй кабине постоянно включены только CAN интерфейс 5 и приемник 9 системы спутниковой навигации, передающий измеренные им значения координаты X2 через CAN интерфейс 5 своей кабины, канал 15 защищенного цифрового обмена данными между кабинами 1 и 2 управления и CAN интерфейс 5 кабины 1 в первый порт модуля 13 коррекции текущей координаты. Передача данных начинается в момент получения сигнала запроса от модуля 13, синхронизирующего одновременность используемых данных, о координатах X1 и X2. Высокая надежность работы канала 15 достигается применением помехозащищенного кодирования информации и физической защитой от электромагнитных помех. Приемники 9 системы спутниковой навигации при нормальной работе выдают обновленные данные о текущей координате своего местоположения и текущем глобальном времени Т каждую секунду.

Модуль 13 коррекции текущей координаты рассчитывает координаты X1 и X2 и сравнивает их с текущей координатой X, передаваемой с выхода модуля 10 электронной карты маршрута в третий порт модуля 13. Через четвертый порт модуль 13 получает значение пройденного пути от модуля 11 измерения пройденного пути. Через пятый порт модуль 13 получает от блока 14 памяти физических параметров поезда значение L, расстояния между приемниками 9 системы спутниковой навигации первой и второй кабин (1 и 2) управления. Это значение заносится в модуль 12 памяти физических параметров поезда после каждого переформирования состава поезда и перед каждой поездкой поезда.

Синхронизированные по времени Т значения координат X1, X2 и X используются модулем 13 коррекции текущей координаты для поддержания точности отслеживания позиции поезда X при движении поезда в режиме следования по электронной карте маршрута. Три независимых значения координаты позволяют повысить защиту от сбоев в определении координаты места нахождения поезда.

Блок 14 памяти содержит математическую модель маршрута движения поезда в виде таблицы, в которой текущий маршрут движения поезда разделен на отрезки, каждому из которых соответствует запись, включающая значение индекса i, значение приращения координаты местоположения dXi и значение соответствующего приращения длины маршрута dLi. Длина отрезков выбрана равной 1 м из компромиссного условия достижения необходимой точности при разумном расходе ресурса электронной памяти и вычислительной мощности. Эта таблица в иной форме дублирует информацию, записанную во внутренней базе данных модуля 10 электронной карты маршрута.

Сопоставление результатов вычислений, производимых по разным алгоритмам с использованием разных исходных данных, обеспечивает повышение уровня достоверности контроля и повышает безопасность движения поездов.

Вначале цикла модуль 13 суммированием приращений координат dXi из базы данных (блока 14 памяти) аппроксимирующих отрезков, начиная от i=0, производит нахождение первого индекса i=j, для которого ∑(dXi)>=Х2 - текущей координаты приемника 9 системы спутниковой навигации кабины 2.

Затем суммированием приращений длин dLi из базы данных аппроксимирующих отрезков, начиная от i=j, модуль 13 находит первый индекс i=k, для которого ∑(dLi)>=L, где L - расстояние между приемниками 9 системы спутниковой навигации кабин 1 и 2.

Затем суммированием X2 с приращениями координат dXi из базы данных аппроксимирующих отрезков, начиная от i=j, до i=k осуществляется расчет текущей координаты X1=X2+∑(dXi) приемника 9 системы спутниковой навигации кабины 1.

После сравнения значений координат X и X1, при необходимости, выполняется коррекция вида X=X1 и начинается новый цикл работы модуля 13.

Если обнаружено аномально большое несоответствие всех трех данных X, X1, X2, то на выходе модуля 13 формируется команда выключения модуля 10 электронной карты маршрута через порт управления. При этом происходит временный переход на работу системы без использования режима отслеживания местоположения поезда по электронной карте маршрута. Подсистема контроля безопасности движения 8 переключается на режим движения поезда только по сигналам АЛС-ЕН и/или АЛСН до восстановления нормальной работы соответствующих модулей системы.

Предлагаемая система управления движением поезда обеспечивает высокую надежность работы в оптимальном режиме управления движением поезда. Более надежное и безопасное функционирование аппаратуры обеспечивается за счет взаимного резервирования и дублирования навигационных данных.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 43.
27.03.2016
№216.014.c840

Способ проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации и оценки её помехоустойчивости

Изобретение относится к области обеспечения безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте. В способе определяют работоспособность бортовой аппаратуры АЛС, задают последовательности тестовых кодовых сигналов, используя различные сочетания и смены комбинаций кодовых сигналов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578627
Дата охранного документа: 27.03.2016
10.04.2016
№216.015.2e73

Автоматизированная система для комплексного управления ресурсами, рисками, надежностью объектов железнодорожного транспорта

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Технический результат - повышение эффективности автоматизированной системы за счет анализа перевозочного процесса на железнодорожных участках полигона за анализируемый промежуток времени и определения влияния отказов технических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579981
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.3a30

Система оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте и может быть использовано для оповещения рабочих. Система содержит установленные на рельсах датчики обнаружения подвижного состава, коллективное переносимое устройство оповещения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583011
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.05.2016
№216.015.43ef

Система маршрутно-контрольных устройств

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система содержит управляющий блок дежурного по станции, в котором осуществляется контроль и замыкание стрелок в необходимом положении, и исполнительные блоки ручных стрелочных переводов с замками, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585511
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.06.2016
№216.015.47d9

Способ защиты аппаратуры автоблокировки от воздействия тягового тока на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. В способе защиты аппаратуры системы автоблокировки на железнодорожном транспорте у магистрального симметричного кабеля с витыми парами, обеспечивающего функционирование аппаратуры двух оконечных пунктов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585701
Дата охранного документа: 10.06.2016
13.01.2017
№217.015.66f9

Система управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в автоматизированных системах диспетчерского управления. Система содержит на каждом из перегонов, ограниченных станциями, путевые устройства автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591552
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.6707

Система полуавтоматической блокировки для ограниченных по длине межстанционных перегонов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для регулирования движения поездов по перегону между соседними станциями. Система содержит на ограничивающих перегон станциях станционную аппаратуру рельсовых цепей, входной и выходной светофоры, блок аппаратуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591553
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.678b

Система полуавтоматической блокировки для ограниченных по длине межстанционных перегонов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для регулирования движения поездов по перегону между соседними станциями. Система содержит на ограничивающих перегон станциях станционную аппаратуру рельсовых цепей, входной и выходной светофоры, блок аппаратуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591554
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.67f3

Система управления движением поездов на перегоне

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта для интервального регулирования движения поездов. Система задействует центр диспетчерского управления, два полукомплекта, установленных на счетных участках, ограничивающих перегон. Причем каждый полукомплект содержит рельсовые датчики,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591551
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.7c83

Система для определения свободности участков пути от подвижного состава

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта. Система содержит на станциях, ограничивающих перегоны, пункты считывания идентификационной и диагностической информации с проходящих по перегону поездов, пункты счета осей, локомотивы, каждый из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600175
Дата охранного документа: 20.10.2016
Показаны записи 1-10 из 214.
10.02.2013
№216.012.232d

Безопасный локомотивный объединенный комплекс

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Безопасный локомотивный объединенный комплекс содержит соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом системный шкаф, блок индикации локомотивный, блок регистрации, блок индикации скорости, второй блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474507
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.2694

Безопасный локомотивный объединенный комплекс

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Безопасный локомотивный объединенный комплекс содержит соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом системный шкаф, блок индикации локомотивный, блок регистрации, включающий кассету регистрации, блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475396
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2695

Комплексное устройство контроля безопасности движения поезда

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, может быть использовано как на поездах, так и в системах интервального регулирования. Комплексное устройство контроля безопасности содержит соединенные между собой модули схемы контроля безопасности, двухканальные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475397
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.285e

Способ определения времени проведения очередного профилактического обслуживания объекта и система для его реализации

Группа изобретений относится к области вычислительной техники, в частности к способам и устройствам контроля, и может найти применение в практике эксплуатации для оптимального управления профилактическим обслуживанием объекта по текущему состоянию его надежности, и может быть использована в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475854
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.32a3

Система для управления устройством лубрикации на локомотиве-рельсосмазывателе

Изобретение относится к устройствам для смазки рельсов, устанавливаемым на транспортных средствах. Система содержит навигационный блок, который включает навигационный приемник, выход которого подключен к входу вычислителя, который подключен к карте памяти, а также блок сопряжения с устройством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478506
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.39d1

Устройство для вентиляции вагонов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в системах вентиляции вагонов. Устройство для вентиляции вагонов содержит смонтированный под обшивкой крыши вагона центробежный вентилятор (2), корпус (3) которого оборудован входным (4) и выходным (5) патрубками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480362
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.06.2013
№216.012.47ca

Система контроля поверхности катания железнодорожной колесной пары

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для автоматического контроля технического состояния рельсового подвижного состава в процессе его эксплуатации. Система контроля поверхности катания колеса железнодорожной колесной пары содержит две группы датчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483958
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.53b7

Устройство для осмотра вагонов

Изобретение относится к области оптической передачи изображений и может быть использовано для осмотра вагонов. Устройство для осмотра вагонов содержит многосекционную штангу, на одном конце которой установлена телевизионная камера, а в ее средней части размещен корпус, в котором установлены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487034
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.08.2013
№216.012.63d9

Способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ интервального регулирования движения поездов на перегоне с автоблокировкой заключается в том, что принятые на локомотиве сигналы аппаратуры рельсовых пеней контролируют на достоверность, формируют и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491198
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6d38

Информационное вагонное табло

Изобретение относится к информационному табло и может быть использовано в вагоне для информирования пассажиров о движении поезда. Технический результат достигается тем, что информационное вагонное табло включает закрепленное в корпусе и выполненное на прозрачном листе информационное изображение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493611
Дата охранного документа: 20.09.2013

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД