КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МАНЕВРОВЫМИ ЛОКОМОТИВАМИ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к автоматике и телемеханике на железнодорожном транспорте, и может быть использована для организации и автоматического контроля маневровых передвижений рельсовых транспортных средств.
Известна система (RU 2369509, B61L 27/04, 10.10.09) маневровой автоматической локомотивной сигнализации, состоящая из бортовой аппаратуры локомотива, станционного устройства и сервисного оборудования, предназначенного для проверки работоспособности, диагностики и выявления дефектов в бортовой аппаратуре и станционном устройстве. Станционное устройство обеспечивает взаимодействие с бортовой аппаратурой и сервисным оборудованием по цифровому радиоканалу, контроль поддержки радиосвязи с локомотивами и осуществляет контроль передвижения подвижных единиц. Бортовая аппаратура осуществляет обмен информацией с радиостанцией, входящей в состав станционного устройства, и радиостанцией, входящей в состав сервисного оборудования, имеющего двухуровневую архитектуру.
Известная система предназначена для контроля автоматического передвижения маневрового локомотива с помощью бортовых или станционных средств и не имеет возможности автоматического управления маневровыми работами непосредственно в зоне передвижения транспортного средства вне локомотива с помощью переносных дистанционных средств управления.
Известна система (US 7653465, G05D 1/00, 26.01.10) дистанционного управления локомотивами, обеспечивающая централизованную связь между локомотивами и операторами управления маневровой работой.
Передача информации осуществляется с помощью системы с распределенной связью и разделением по времени каналов доступа к сети. Местоположение локомотива определяется с помощью установленной на локомотиве спутниковой радионавигационной системы. Для расширения возможностей оператора управления локомотивами используется внешняя система передачи.
Известная система позволяет оператору управлять одновременно несколькими маневровыми локомотивами, однако не предусматривает выполнения всего комплекса маневровых работ одним лицом (машинистом или составителем), а, следовательно, не обеспечивает автоматического контроля безопасного управления маневровым локомотивом в соответствии с заданными дежурным по станции требованиями маневровой работы.
Известна система для дистанционного управления локомотивом с помощью беспроводного пульта (ZA 200807499, B61L 3/12, 25.11.09), содержащая блок управления локомотивом, установленный на борту локомотива, и переносной пульт управления оператора, находящегося вне борта, позволяющий передавать на автоматизированную систему управления локомотивом команды для силовых и тормозных устройств.
Однако в известной системе не обеспечивается параллельный контроль выполнения маневровой работы со стороны дежурного аппарата станции, что снижает безопасность проведения маневровых работ, и не дает возможности оперативно выполнять требования к порядку выполнения маневров при возникновении такой необходимости.
Наиболее близким аналогом является система для управления маневровым локомотивом (RU 92642, B61L 3/20, 27.03.10). Система для управления маневровым локомотивом содержит светофоры и рельсовые цепи, соединенные с блоком кодирования, вход которого подключен к выходу блока электрической централизации и установленные на локомотиве блок автоматической локомотивной сигнализации, вход которого соединен с приемными катушками, а выход - подключен к первым входам блока индикации и блока вычисления программной скорости, датчик пути и скорости соединенный через скоростемер со вторым входом блока индикации, с входом блока измерения ускорения и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления программной скорости и с третьим входом блока индикации, выход блока сравнения подключен к блоку управления тормозами и тягой, контроллер управления тяговыми двигателями, соединенный первым выходом с блоком спутниковой навигационной системы и электронной карты, выход которого подключен ко второму входу блока вычисления программной скорости, второй выход контроллера управления тяговыми двигателями соединен с первым входом блока определения положения вагонов, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым концевыми выключателями автосцепок локомотива, выход блока определения положения вагонов соединен с третьим входом блока вычисления программной скорости, четвертый вход которого соединен с выходом блока памяти, первый вход которого соединен с выходом блока измерения ускорения, а второй вход соединен с выходом блока определения остановки, вход которого подключен к выходу датчика пути и скорости, блок автоматической локомотивной сигнализации, блок электрической централизации и переносное устройство составителя поезда снабжены приемопередающими устройствами, связанными между собой цифровым радиоканалом связи, блок электрической централизации соединен с ЭВМ автоматизированного рабочего места маневрового диспетчера, в блоке памяти которой записаны данные об отцепленных вагонах, находящихся в пределах станции.
Недостатком данной системы для управления маневровым локомотивом является отсутствие связи с дежурным по станции, что не позволяет оперативно управлять маневровой работой при возникновении нестандартных ситуаций.
Задачей настоящей полезной модели является создание комплексной системы безопасного, оперативного и качественного управления маневровой работой на станции.
Технический результат заключается в повышении безопасности, оперативности и качества управления маневровой работой на станции за счет обеспечения безопасности движения во всех режимах управления маневровым локомотивом.
Это достигается тем, что комплексная система управления маневровыми локомотивами содержит установленные на станции управляющий вычислительный комплекс маневровой автоматической локомотивной сигнализации (УВК МАЛС), и станционный приемник навигационных сигналов, вход/выход которого соединен с выходом/входом УВК МАЛС, другие входы/выходы которого соединены с выходами/входами, по крайней мере, одного автоматизированного рабочего места дежурного по станции, установленное, по крайне мере, на одном маневровом локомотиве бортовое устройство управления, включающее контроллер связи, бортовой приемник навигационных сигналов, приемопередающее устройство, блок управления, первый выход которого подключен к входу блока управления тягой, второй выход - к входу блока управления торможением, блок контроля и обработки информации, первые входы/выходы которого соединены с выходами/входами контроллера связи, первым входом/выходом соединенного с выходом/входом приемника навигационных сигналов, а другим входом/выходом - с выходом/входом приемо-передающего устройства, соединенного радиоканалами посредством станционной системы связи с УВК МАЛС и пультом дистанционного управления маневровым локомотивом, блок разрешенных режимов, входы/выходы которого соединены с соответствующими выходами/входами блока управления, другими входами/выходами подключенного к соответствующим выходам/входам блока контроля и обработки информации, блок индикации и формирователь сигнала экстренной остановки локомотива, входы которых соединены с соответствующими выходами блока контроля и обработки информации, другими входами подключенного к выходам датчиков, при этом бортовые и станционный приемники навигационных сигналов посредством беспроводного канала радиосвязи соединены с космической радионавигационной системой.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунком (см. фиг.1), на котором представлена структурная схема одного из вариантов выполнения комплексной системы управления маневровым локомотивом.
Комплексная система управления маневровыми локомотивами содержит установленные на станции управляющий вычислительный комплекс 20 маневровой автоматической локомотивной сигнализации (УВК 20 МАЛС), и станционный приемник 4 навигационных сигналов (ПРНСС), подключенный выходом к соответствующему входу УВК 20 МАЛС, другие входы/выходы которого соединены с выходами/входами автоматизированного рабочего места 22 дежурного по станции (АРМ ДСП22), установленное на локомотиве бортовое устройство 1 управления, включающее контроллер 6 связи, бортовой приемник 3 навигационных сигналов (ПРНСЛ), приемо-передающее устройство (ППУ) 5, блок 9 управления, первый выход которого подключен к входу средства 12 управления тягой, второй выход - к входу средства 13 управления торможением, блок 7 контроля и обработки информации, первые входы/выходы которого соединены с выходами/входами контроллера 6 связи, первым входом/выходом соединенного с выходом/входом бортового приемника 3 навигационных сигналов, а другим входом/выходом - с выходом/входом приемо-передающего устройства 5, подключенного соответствующими радиоканалами связи 23 и 18 посредством системы 19 станционной связи к УВК 20 МАЛС и пульту 17 дистанционного управления локомотивом, блок 10 разрешенных режимов, входы/выходы которого соединены с соответствующими выходами/входами блока 9 управления, другими входами/выходами подключенного к соответствующим выходам/входам блока 7 контроля и обработки информации, блок 11 индикации и формирователь 8 сигнала экстренной остановки локомотива, входы которых соединены с соответствующими выходами блока 7 контроля и обработки информации, другие входы которого подключены к выходам датчиков 14, при этом приемники навигационных сигналов 3 и 4 посредством беспроводных каналов 15 и 16 спутников связи соединены с космической радионавигационной системой 2.
Комплексная система управления маневровыми локомотивами используется следующим образом.
Система управления маневровыми локомотивами построена как интегрированная система, функционирующая в режиме реального времени и обеспечивает:
1) контроль кратковременной потери связи и сохранение передаваемой информации;
2) смену режимов работы локомотива по приказу станционных устройств;
3) выполнение приказов дежурного по станции (ДСП), в том числе и на проезд запрещающего сигнала;
4) идентификация и определение соответствия маршрута и локомотива;
5) задание, продление, укорочение и отмена маршрутного задания;
6) контроль допустимой скорости движения при выполнении маршрутных заданий, в том числе на местах производства работ;
7) определение расстояния до мест производства работ;
8) контроль движения состава в пределах последней занятой секции маршрутного задания относительно его "головы" и "хвоста";
9) выполнение маршрутов за пределами станции с выводом локомотива из системы;
10) автоматическое включение системы принудительной остановки локомотива (автостоп) при неисправностях локомотивной аппаратуры или ее выключении; при несоблюдении допустимых скоростей движения кривой торможения; при превышении допустимой скорости движения; при подъезде к препятствию или месту работ, если от машиниста нет подтверждения о свободности пути; при попытке проезда запрещающего сигнала по приказу станционных устройств или ДСП.
Установленный на станции УВК 20 МАЛС реализует функции и задачи комплексной системы, связанные с повышением безопасности движения при проведении маневровых работ на железнодорожных станциях, повышением безопасности при проведении работ на путях, а также с работой электрической централизации ЭЦ (релейно-процессорная централизация РПЦ, микропроцессорная централизация МПЦ, диспетчерские централизация и контроль ДЦ, ДК), действиями дежурных по станции, маневровых диспетчеров, электромехаников СЦБ и связи, персонала по техническому обслуживанию и ремонту.
Станционный УВК 20 МАЛС рассчитан для работы в непрерывном круглосуточном режиме и обеспечивает прием от устройств электрической централизации (ЭЦ) (или от других систем) информации о состоянии рельсовых цепей, светофоров и положении стрелок, передачу информации о состоянии устройств ЭЦ, установку и снятие ограничений скорости движения в местах проведения работ на любом участке станции, формирование и передачу на бортовое устройство 1 управления маневрового локомотива задаваемого дежурным по станции маневрового маршрута. Кроме того, используя данные станционного приемника 4 навигационных сигналов и точные географические координаты станции, УВК 20 МАЛС вычисляет величину дифференциальной поправки и направляет ее значение на бортовое устройство 1 управления локомотивом.
Информацию о маневровом маршруте, о величине дифференциальной поправки с помощью системы 19 станционной связи направляют по каналу 23 на вход приемо-передающего устройства 5, с выхода которого сигналы поступают на вход контроллера 6 связи. На другой вход контроллера 6 связи поступает информация с выхода приемника 3 навигационных сигналов, характеризующая географические координаты локомотива.
Контроллер 6 связи независимо от используемого стандарта связи осуществляет сопряжение информационных сигналов с блоком 7 контроля и обработки информации.
В блоке 7 сигналы, характеризующие местоположение локомотива, корректируются с учетом дифференциальной поправки, и определяется точное положение локомотива.
Кроме того, в блок 7 контроля и обработки информации поступает информация с выходов датчиков 14 технических и динамических характеристик работы силовых устройств и передвижения локомотива.
Данные, полученные блоком 7 контроля и обработки информации, преобразуются для возможности отображения их на дисплее блока 11 индикации. Таким образом, на дисплее блока 11 индикации отображается получаемая от УВК 20 МАЛС, космической навигационной системы 2 и обработанная по данным датчиков 14 информация о маршрутном задании, координатах, скорости движения маневрового локомотива и текущей длине маршрута.
В случае неисправности локомотивной аппаратуры или ее выключении, при несоблюдении допустимых скоростей движения кривой торможения, при превышении допустимой скорости движения; при подъезде к препятствию или месту работ, если от машиниста нет подтверждения о свободности пути; при попытке проезда запрещающего сигнала, при попытке проезда последнего стыка блок 7 контроля и управления с помощью формирователя 8 осуществляет экстренную остановку локомотива путем срыва установленного на тормозной системе локомотива электропневматического клапана (ЭПК).
Кроме того, блок 7 в результате обработки полученных данных формирует сигналы для управления движением локомотива. Сигналы для управления локомотивом поступают в блок 9 управления, который формирует управляющие воздействия для средств 12 и 13 управления тягой и управления торможением.
При этом в блок 9 с выхода блока 10 поступает информация о разрешенных режимах движения локомотива, которая может меняться в зависимости от характеристик пути, силового и управляющего оборудования, оперативных приказов об изменении маршрута, поступающих от дежурного по станции или диспетчерского аппарата станции.
Подсистема дистанционного управления локомотивом, включающая пульт 17 дистанционного управления позволяет управлять движением локомотива вне кабины машиниста. Станционная система 19 связи обеспечивает высокое качество непрерывной двусторонней связи всех абонентов маневровой работы путем выделения отдельных радиочастот для каждого маневрового района станции. Каналы радиосвязи станционной системы 19 связи и установленное на локомотиве приемо-передающее устройство 5 обеспечивают передачу командной информации с пульта 17 дистанционного управления на блок 7 контроля и обработки информации.
УВК 20 МАЛС в соответствии с заданным ДСП маршрутом движения маневрового локомотива, установленными на маршруте сигналами и стрелочными переводами, профилем и состоянием пути формирует алгоритм допустимой скорости его движения по каждому участку пути, который по каналам станционной системы 23 связи передается в бортовое устройство 1 управления локомотивом. Приемо-передающее устройство 5 принимает информацию и через контроллер 6 связи передает ее в блок 7 контроля и обработки информации, где осуществляется его привязка к координатам позиционирования локомотива, его скорости и ускорения движения, а также характеристиками работы силовых установок.
Составитель из блока 10 разрешенных режимов получает информацию о максимально возможных скоростях движения маневрового локомотива по заданному дежурным по станции через АРМ 22ДСП маршруту. В зависимости от характеристик работы оборудования локомотива и внешних факторов допустимая скорость движения на маршруте может отличаться от заданной УВК 20 МАЛС. При попытке задания составителем с пульта 17 дистанционного управления скорости, превышающей в этот момент заданную блоком 10 величину, последняя будет блокирована до разрешенного этим блоком значения.