×
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 21-30 из 43.
26.08.2017
№217.015.ec59

Автономное устройство отключения источника электроснабжения

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение дистанционного контроля исправности цепи при сокращении элементной базы за счет использования отключаемого источника электроснабжения для питания цепей контроля и управления отключением источника электроснабжения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627684
Дата охранного документа: 10.08.2017
19.01.2018
№218.015.ffb3

Локомотивное устройство управления движением поезда

Изобретение относится к области управления движением на железных дорогах. Локомотивное устройство управления движением поезда содержит комплексное локомотивное устройство безопасности с модулями автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и многозначной автоматической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629582
Дата охранного документа: 30.08.2017
19.01.2018
№218.015.ffc4

Система для контроля и регулирования мощности и энергии, расходуемой транспортной системой

Изобретение относится к подаче электроэнергии к электрическим сетям, контактирующим с токоприемниками транспортных средств. Система для контроля и регулирования мощности и энергии, расходуемой транспортной системой, содержит тяговые подстанции, соединенные по радиоканалу связи с бортовыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629622
Дата охранного документа: 30.08.2017
19.01.2018
№218.016.0163

Система для контроля загрязнений и очистки колес вагонов перед роспуском составов на сортировочной горке

Изобретение относится к технике обслуживания подвижного состава для очистки и мойки вагонных колес. Система включает средства управления и контроля напольных устройств, средство идентификации подвижных единиц и подсчета осей и вагонов, устройство очистки поверхностей колесных пар вагонов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629829
Дата охранного документа: 04.09.2017
13.02.2018
№218.016.26a1

Устройство передачи управляющих команд автоматической локомотивной сигнализации в рельсовые цепи централизованной системы автоблокировки

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Устройство включает управляющий блок сигналов взаимодействия компонентов системы интервального регулирования, первый выход-вход которого подключен через первый CAN-интерфейс к входу-выходу автоматизированного рабочего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644049
Дата охранного документа: 07.02.2018
04.04.2018
№218.016.3244

Система для интервального регулирования движения поездов на перегоне большой длины

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте для интервального регулирования движения поездов на перегонах большой длины. В системе на каждом локомотиве поезда установлено бортовое устройство автоматического управления движением поезда с приемником...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645495
Дата охранного документа: 21.02.2018
04.04.2018
№218.016.32c4

Способ проверки аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации

Изобретение относится к области железнодорожной техники для проверки аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации. В способе подают испытательный сигнал в проводной шлейф, прикрепленный к рельсу, над поверхностью головки которого на заданном расстоянии размещена приемная катушка, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645494
Дата охранного документа: 21.02.2018
10.05.2018
№218.016.4def

Устройство для управления движением на железнодорожном переезде

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для управления движением на железнодорожных переездах. Устройство включает рельсовые цепи участков приближения и удаления, блок контроля и управления, исполнительные устройства железнодорожного переезда, два путевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652363
Дата охранного документа: 25.04.2018
18.05.2018
№218.016.5127

Система для адаптивного управления пригородным железнодорожным направлением

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в аппаратно-программных комплексах диспетчерского управления движением на пассажирских железнодорожных направлениях. Система содержит блок памяти, три сервера данных, два из которых связаны с процессором АРМ работника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653334
Дата охранного документа: 07.05.2018
29.05.2018
№218.016.52ef

Система для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта. Система включает вычислительный блок, первый блок памяти, клавиатуру корректировки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653901
Дата охранного документа: 15.05.2018
Показаны записи 21-30 из 221.
27.02.2014
№216.012.a607

Система управления движением поездов

Изобретение относится к системам управления движением поездов. Система управления движением поездов содержит в бортовом устройстве управления каждого локомотива CAN-интерфейс, подсистему автоматического управления служебным торможением, подсистему контроля безопасности движения, устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508218
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.03.2014
№216.012.abb5

Способ интервального регулирования движения поездов и система для его реализации

Группа изобретений относится к области диспетчерского управления железнодорожным транспортом. В способе интервального регулирования движения поездов вычисляют расстояние до конца состава следующего впереди поезда суммированием приращений его координаты, и скорость его движения по приращению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509672
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.03.2014
№216.012.ae57

Способ регулирования скорости движения по участку железной дороги и система для его осуществления

Изобретение относится к локомотивным устройствам управления движением поездов. Способ регулирования скорости движения по участку железной дороги включает контроль скорости движения поезда и автоматического управления служебным торможением, а также сравнение текущей скорости поезда с заданным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510346
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.04.2014
№216.012.b1aa

Система диспетчерской централизации

Изобретение относится к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте. Система диспетчерской централизации содержит блок планирования пропуска поездов с модулем памяти, содержащим базу данных допустимых управляющих приказов, линейные устройства электрической централизации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511197
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b3ca

Способ диспетчерского управления движением поездов при приближении их к занятому путевому участку и система для его осуществления

Группа изобретений относится к диспетчерскому управлению железнодорожным транспортом. В способе диспетчерского управления движением поездов при приближении их к занятому путевому участку рассчитывают и накапливают базу альтернативных графиков движения и формируют прогнозы времени задержки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511742
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b3d0

Система интервального регулирования движения высокоскоростных поездов на перегоне

Изобретение относится к системам для интервального регулирования движения поездов на перегонах. Система интервального регулирования движения высокоскоростных поездов на перегоне содержит на блок-участках путевую аппаратуру автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия, а в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511748
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b3dc

Способ определения свободности от подвижного состава участков пути на железнодорожном перегоне

Изобретение относится к системам интервального регулирования движения поездов. Способ определения свободности от подвижного состава участков пути на железнодорожном перегоне заключается в сравнении количества осей колесных пар подвижного состава при вступлении его на перегон и при уходе его с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511760
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b9fd

Способ автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа и устройство автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа

Группа изобретений относится к железнодорожной автоматике, телемеханике и связи. В способе автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа дешифрируют кодовые сигналы, поступающие на подвижную единицу по рельсовым цепям, и при отсутствии сигнала прекращают дешифрацию сигналов. Далее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513341
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bb7f

Приемник частотного сигнала

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики и может быть использовано в аппаратуре автоматической локомотивной сигнализации. Технический результат заключается в повышении достоверности работы приемника. Приемник частотного сигнала содержит входной усилитель, частотный фильтр,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513727
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bc15

Система интервального регулирования движения поездов на перегоне

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике. Система интервального регулирования движения подвижных единиц рельсового транспорта на перегоне содержит путевые светофоры, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и блок-участков. Для каждого блок-участка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513877
Дата охранного документа: 20.04.2014
+ добавить свой РИД