×
10.04.2019
219.017.090a

Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДА

Вид РИД

Изобретение

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.

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 31-40 из 43.
29.05.2018
№218.016.5386

Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности

Изобретение относится к области электротехники и ,в частности, к системам вторичных источников электропитания, и может быть использовано на железнодорожном транспорте для электропитания радиомодемов малой мощности. Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653848
Дата охранного документа: 15.05.2018
29.05.2018
№218.016.5389

Система интервального регулирования движения поездов

18 Изобретение относится к системам автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте для интервального регулирования движения поездов. Система включает размещенное на посту электрической централизации каждой станции устройство микропроцессорной электрической централизации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653672
Дата охранного документа: 11.05.2018
29.05.2018
№218.016.590d

Рельсовая цепь

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для использования в системах интервального регулирования движения поездов. Рельсовая цепь содержит на питающем конце источник переменного тока и реле постоянного тока, а на противоположном конце - выпрямитель, реле постоянного тока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655178
Дата охранного документа: 24.05.2018
09.06.2018
№218.016.5af3

Способ ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для ограждения работ и оповещения работающих. В способе задействуют установленные на подошве рельса по обе стороны от места работ датчики обнаружения подвижного состава (ДОП), снабженные радиостанцией, установленные по обе стороны места...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655566
Дата охранного документа: 28.05.2018
09.06.2018
№218.016.6025

Система для контроля нахождения подвижного состава на участке пути с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты

Изобретение относится к техническим средствам организации и управления движением поездов для контроля нахождения подвижного состава на участке пути. Система включает установленные на каждом подвижном составе блок бортовой аппаратуры управления и блок формирования радиосообщений о текущем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656922
Дата охранного документа: 07.06.2018
11.06.2018
№218.016.6077

Централизованная система контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты для высокоскоростного движения

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля перегонных рельсовых цепей. Централизованная система контроля рельсовых цепей тональной частоты для высокоскоростного движения включает посты электрической централизации, напольные устройства сопряжения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657118
Дата охранного документа: 08.06.2018
29.03.2019
№219.016.f6a7

Система для контроля свободности от подвижного состава участков пути на железнодорожном перегоне

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования на участках, оборудованных системами автоматической блокировки с электрическими рельсовыми цепями. Система содержит перегонные электрические рельсовые цепи и аппаратуру их контроля, размещенную на постах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002438905
Дата охранного документа: 10.01.2012
29.03.2019
№219.016.f6e1

Устройство заграждающее балочное

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к путевым тормозным устройствам железнодорожного транспорта, и предназначено для механизации процесса торможения и принудительного заграждения самопроизвольно движущихся вагонов. Устройство содержит установленные внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436694
Дата охранного документа: 20.12.2011
29.03.2019
№219.016.f6e3

Упор для закрепления железнодорожного подвижного состава

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для закрепления подвижного состава, и предназначено для механизации процессов закрепления составов на станционных путях. Упор для закрепления железнодорожного подвижного состава содержит тормозные колодки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002436695
Дата охранного документа: 20.12.2011
29.03.2019
№219.016.f714

Способ и устройство для контроля и управления состоянием искусственных сооружений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для мониторинга состояния конструкции искусственного сооружения в процессе его эксплуатации. Техническим результатом является повышение надежности и точности работы системы мониторинга, основанной на беспроводных сенсорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002434300
Дата охранного документа: 20.11.2011
Показаны записи 31-40 из 221.
20.04.2014
№216.012.bc16

Система управления тормозами поездов повышенного веса и длины

Изобретение предназначено для управления тормозными системами поездов повышенной длины по радиоканалу. Система управления содержит локомотивный полукомплект (1) и вагонный полукомплект (14). Локомотивный полукомплект (1) содержит преобразователь сигнала (12), выход которого подключен к входу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513878
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.bc1b

Система интервального регулирования движения поездов на перегоне

Изобретение относится к области интервального регулирования движения поездов. Система интервального регулирования движения поездов на перегоне содержит блок-участки с рельсовыми цепями и проходными светофорами. Устройства сопряжения приемных концов рельсовых цепей соединены с приемниками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513883
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be04

Система полуавтоматической блокировки для ограниченных по длине межстанционных перегонов

Изобретение относится к системам регулирования движения поездов на перегонах. Система полуавтоматической блокировки для ограниченных по длине межстанционных перегонов содержит на ограничивающих перегон станциях входной и выходной светофоры, соединенные с аппаратурой электрической централизации,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514384
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.c8ec

Устройство для очистки стрелочного перевода

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам для очистки стрелочных переводов. Устройство содержит установленные на элементах стрелки между рамным рельсом и остряком сопла, соединенные через подводящую магистраль с источником сжатого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517202
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.c8ee

Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и наледи

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам для очистки стрелочных переводов от снега и наледи в зимний период. Устройство для очистки стрелочного перевода от снега и наледи содержит систему сопел с коническими насадками, расположенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517204
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.c987

Блок переключения

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в устройствах, обеспечивающих безопасность технологических процессов, в частности при управлении движением поездов. Технический результат заключается в упрощении и повышении надежности за счет повышения четкости отключения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517357
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cea3

Способ управления рельсовым транспортным средством и система для его реализации

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, телемеханике и связи. В способе управления рельсовым транспортным средством на каждом блок-участке контролируют свободность рельсового пути, передают в рельсовую цепь кодовые сигналы о свободности блок-участка. В передаваемые сигналы вводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518670
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d12a

Система управления движением поездов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Система управления движением поездов содержит АРМ диспетчера, блок контроля, радиомодем, грозоразрядник, при этом ПК АРМа диспетчера соединен с системами электрической и диспетчерской централизации и навигационным приемником. На локомотиве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519317
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d12f

Система диагностирования железнодорожного пути

Изобретение относится к области диагностики железнодорожного пути. Система диагностирования железнодорожного пути содержит путеизмерительную тележку и связанные с ней сетевой центр и референцные станции. На тележке размещен контрольно-вычислительный комплекс, к которому подключены средства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519322
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d130

Система интервального регулирования движения поездов

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Система интервального регулирования движения поездов содержит центры радиоуправления движением поездов, в которых приемопередатчики соединены с блоками электрической централизации и автоблокировки соседних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519323
Дата охранного документа: 10.06.2014
+ добавить свой РИД