УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДОВ

Полезная модель относится к средствам безопасности движения в местах пересечения автомобильных дорог с железнодорожными путями в одном уровне и может быть использована на железнодорожных переездах, оборудованных автоматизированным пультом дежурного по переезду и автоматической переездной сигнализацией.
Система защиты регулируемых железнодорожных переездов содержит автоматические устройства переездной сигнализации, извещающие водителей транспортных средств о подходе к переезду поезда, и/или обслуживаемые дежурными работниками. Переезд, оборудованный переездной сигнализацией, ограждается переездными светофорами, а переезд с дежурным дополнительно оборудуется автоматическими, электрическими, механизированными или ручными (горизонтально-поворотными) шлагбаумами и устройствами заграждения. На переездных светофорах горизонтально расположены две лампы красного огня, которые при закрытом переезде попеременно горят. Одновременно с включением переездных светофоров включаются акустические сигналы. В соответствии с современными требованиями на отдельных переездах без дежурного красные огни переездных светофоров дополняются бело-лунным огнем. Бело-лунный огонь при открытом переезде горит в мигающем режиме, свидетельствуя об исправности устройств; при закрытом - не горит. При погасшем бело-лунном огне и не горящих красных огнях водители транспортных средств должны лично убедиться в отсутствии приближающихся поездов. На переездах с дежурным переездные светофоры включаются при нажатии кнопки на щитке переездной сигнализации. После этого на заградительном (маневровом) светофоре красный огонь гаснет и включается лунно-белый, разрешающий движение железнодорожной подвижной единице. Дополнительно применяются электрические, механизированные или ручные шлагбаумы. На переездах с дежурным переездные светофоры включаются при нажатии кнопки на щитке переездной сигнализации. После этого на заградительном светофоре красный огонь гаснет и включается лунно-белый, разрешающий движение железнодорожной подвижной единице. Дополнительно применяются электрические, механизированные или ручные шлагбаумы.
В настоящее время является актуальной задачей проблема организации мест безопасного пересечения автомобильных и железных дорог путем контроля работоспособности и управления всеми устройствами защиты железнодорожных переездов: переездными светофорами, акустической сигнализацией, шлагбаумами всех типов, устройствами заграждения, щитками управления и заградительными светофорами.
Известно устройство управления автоматической переездной сигнализацией, содержащее два счетно-решающих устройства, связанных между собой цепями обмена данными, два устройства бесперебойного питания, линейные цепи, реле искусственного восстановления исходного состояния устройства автоматической переездной сигнализации, реле контроля исправности комплекта приборов мигания, формирователь управляющих сигналов для исполнительных приборов переездной автоматики, конкретно, для коммутации цепей питания ламп переездных светофоров и акустических устройств (звонков). Счетно-решающие устройства предназначены для определения состояния контролируемых участков переезда (свободен, занят); для включения и выключения включающего реле; для контроля логики проследования переезда; для обеспечения согласованной и безопасной работы устройства в целом за счет непрерывного диагностирования аппаратуры системы; для передачи напряжения питания пунктов счета осей.
Недостатками известного устройства является невысокий уровень безопасности движения, вызванный следующими обстоятельствами:
- сигнал, управляющий включением/отключением переездной сигнализации, формируется на основе данных с датчиков приближения подвижного состава, установленных в пунктах счета осей на границах контролируемого участка путей, имеющего фиксированную длину, поэтому в подавляющем большинстве случаев переезд закрывается преждевременно. При этом из-за значительной задержки и отсутствия индикации времени обратного отсчета закрытого переезда, у водителей автотранспорта возникают сомнения в исправности переездной сигнализации, и они могут начать движение при закрытом переезде, что обусловливает низкий уровень безопасности движения;
- отсутствие формирования сигналов управления заградительными светофорами для передачи машинисту информации об аварийной ситуации на переезде;
- отсутствие контроля зоны переезда, в частности, при аварийной ситуации на переезде (остановившаяся машина, развалившийся груз и т.д.).
Известно устройство управления системой защиты железнодорожных переездов, RU 2565159 С2, опубл. /20.10.2015. Система защиты включает переездные светофоры А и Б, акустическую сигнализацию в виде речевого информатора и двух рупорных громкоговорителей, шлагбаумы, четыре электромеханических устройства заграждения. Устройство управления содержит источник бесперебойного питания, пост дежурного оператора на ближайшей железнодорожной станции, автоматизированных пульт дежурного по переезду со щитком управления, выполненный с возможностью местного формирования сигналов управления устройствами защиты переезда при авариной ситуации, программируемый логический контроллер управления переездом, устройства сбора и обработки данных с датчиков приближения подвижного состава, установленных в пунктах счета осей на границах контролируемого участка путей на каждом из n железнодорожных путей, устройство контроля зоны переезда в виде устройства сбора и обработки данных с петлевых индуктивных датчиков, установленных в зоне переезда на каждом из n железнодорожных путей, формирователь сигналов управления переездными светофорами, акустической сигнализацией, шлагбаумами, электромеханическими устройствами заграждения; входы программируемого логического контроллера соединены с выходами устройств сбора и обработки данных с датчиков приближения, с выходом устройства контроля зоны переезда, со щитом управления на автоматизированном пульте дежурного по переезду, при этом первый выход программируемого логического контроллера соединен со входом формирователя сигналов управления устройствами защиты переезда. Устройство управления также содержит пост дежурного оператора на ближайшей железнодорожной станции, включающий видеомонитор, устройство отображения информации диагностическое, передающий блок подсистемы беспроводной связи, пульт дежурного оператора; видеомонитор посредством блока передачи видеосигналов отображает информацию с двух видеокамер, размещенных с разных сторон переезда; на устройстве отображения информации диагностическом в режиме реального времени отображается текущее состояние устройств на переезде; выход передающего блока подсистемы беспроводной связи является информационным беспроводным выходом системы защиты железнодорожных переездов для связи с принимающим блоком подсистемы беспроводной связи, расположенным в кабине машиниста локомотива. Пост дежурного оператора на ближайшей железнодорожной станции выполнен с возможностью дистанционного управления всеми имеющимися устройствами системы защиты переезда.
Дежурный оператор по переезду имеет возможность переключить устройства системы защиты железнодорожных переездов в режим местного управления. При этом управление с пульта дежурного оператора на ближайшей железнодорожной станции блокируется. В режиме местного управления дежурный оператор имеет возможность принудительно перевести устройства заграждения в нижнее положение или удерживать их в нижнем положении путем нажатия и удержания соответствующих кнопок на щите управления.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.
Недостатком прототипа является то обстоятельство, что сигнал, управляющий включением/отключением переездной сигнализации, формируется на основе данных с датчиков приближения подвижного состава, установленных в пунктах счета осей на границах контролируемого участка путей, имеющего фиксированную длину, поэтому в подавляющем большинстве случаев переезд закрывается преждевременно. Это вызывает перепростои автотранспорта у переезда. Кроме того, из-за значительной задержки и отсутствия индикации времени обратного отсчета закрытого переезда, у водителей автотранспорта возникают сомнения в исправности переездной сигнализации, и они могут начать движение при закрытом переезде, что обусловливает низкий уровень безопасности движения.
Невысокий уровень безопасности движения вызван также отсутствием формирования сигналов управления заградительными светофорами для передачи машинисту информации об аварийной ситуации на переезде.
Задачей полезной модели является повышение уровня безопасности движения железнодорожного и автомобильного транспорта на железнодорожных переездах за счет уменьшения времени закрытия и обеспечения индикации времени обратного отсчета закрытого железнодорожного переезда, а также за счет формирования сигналов управления заградительными светофорами для передачи машинисту информации об аварийной ситуации на переезде.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве управления системой защиты железнодорожных переездов, содержащем источник бесперебойного питания, автоматизированный пульт дежурного по переезду со щитком управления, выполненный с возможностью местного формирования сигналов управления устройствами защиты переезда при авариной ситуации, программируемый логический контроллер, устройства сбора и обработки данных с датчиков приближения подвижного состава, установленных в пунктах счета осей на границах контролируемого участка железнодорожных путей, устройство контроля зоны переезда, формирователь сигналов управления переездными светофорами, акустической сигнализацией, шлагбаумами, электромеханическими устройствами заграждения, причем входы программируемого логического контроллера соединены с выходами устройств сбора и обработки данных с датчиков приближения, с выходом устройства контроля зоны переезда, со щитом управления на автоматизированном пульте дежурного по переезду, при этом первый выход программируемого логического контроллера соединен со входом формирователя сигналов управления устройствами защиты переезда, согласно полезной модели, устройство управления снабжено устройством формирования времени обратного отсчета закрытого переезда и устройством диагностики, входы которых соединены с соответствующими выходами программируемого логического контроллера, при этом устройство управления снабжено устройствами, сбора и обработки данных с датчиков контроля прохода поезда через железнодорожный переезд, выходы которых соединены с входами формирователя сигналов управления устройствами защиты переезда, причем формирователь выполнен с возможностью управления заградительными светофорами.
Благодаря реализации отличительных признаков полезной модели достигается технический результат, состоящий в повышении уровня безопасности движения.
Устройство формирования времени обратного отсчета закрытого переезда обеспечивает наглядную индикацию и подтверждает исправность переездной сигнализации, благодаря чему у водителей не возникают сомнения в исправности переездной сигнализации, и они не выезжают на опасный участок.
Формирование сигналов управления включением/отключением устройств защиты переезда не только на основе данных с датчиков приближения подвижного состава, установленных в пунктах счета осей на границах контролируемого участка путей, но и на основе данных с датчиков контроля прохода поезда через железнодорожный переезд, обеспечивает оптимальное время закрытия переезда, что исключает у водителей возникновение сомнения в исправности переездной сигнализации, и они не выезжают на переезд.
Формирования сигналов управления заградительными светофорами позволяет своевременно передать машинисту информацию об аварийной ситуации на переезде и исключить столкновение.
Наличие устройства диагностики, позволяет во время работы выявлять отказы и неисправности отдельных блоков устройства управления передавать их на автоматизированный пульт дежурного по переезду, что также повышает уровень безопасности.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства управления системой защиты железнодорожных переездов, где отдельные блоки пронумерованы следующими позициями:
1 - устройство управления системой защиты железнодорожных переездов;
2 - источник бесперебойного питания;
3 - автоматизированный пульт дежурного по переезду;
4 - щиток управления автоматизированного пульта дежурного по переезду;
5 - программируемый логический контроллер;
6 - 9 - устройства сбора и обработки данных с датчиков приближения подвижного состава;
10 - 13 - датчики приближения подвижного состава;
14, 15 - устройства сбора и обработки данных с датчиков контроля прохода поезда через железнодорожный переезд;
16, 17 - датчики контроля прохода поезда через переезд;
18 - устройство контроля зоны переезда;
19 - устройство формирования времени обратного отсчета закрытого переезда;
20 - устройство диагностики;
21 - формирователь сигналов управления устройствами защиты переезда;
22 - переездные светофоры;
23 - акустическая сигнализация;
24 - шлагбаумы;
25 - электромеханические устройства заграждения;
26 - заградительные светофоры;
27, 28 - счетно-решающие устройства;
29 - датчики, расположенные на границе пересечения автомобильной дороги и железнодорожных путей;
30 - устройство индикации времени обратного отсчета закрытого переезда.
Устройство 1 управления системой защиты железнодорожных переездов содержит источник 2 бесперебойного питания (например, типа УБП-14/12-10), автоматизированный пульт 3 дежурного по переезду со щитком 4 управления, выполненный с возможностью местного формирования сигналов управления устройствами защиты переезда при авариной ситуации, программируемый логический контроллер 5, устройства 6-9 сбора и обработки данных с датчиков 10-13 приближения подвижного состава, установленных в пунктах счета осей на границах контролируемого участка железнодорожных путей, устройства 14, 15 сбора и обработки данных с датчиков 16, 17 контроля прохода поезда через железнодорожный переезд, устройство 18 контроля зоны переезда, устройство 19 формирования времени обратного отсчета закрытого переезда, устройство 20 диагностики, формирователь 21 сигналов управления устройствами защиты переезда, а именно: переездными светофорами 22, акустической сигнализацией 23, шлагбаумами 24, электромеханическими устройствами заграждения 25, заградительными светофорами 26. Программируемый логический контроллер 5 выполнен в виде 2-х счетно-решающих устройств 27, 28 для левого и правого направлений приближения поезда.
Выход источник 2 бесперебойного питания соединен с входами счетно-решающих устройств 27, 28. Выходы устройств 6-9 сбора и обработки данных с датчиков 10-13 приближения соединены с входами счетно-решающих устройств 27, 28. Выход устройства 14 сбора и обработки данных с датчика 16 контроля прохода поезда через железнодорожный переезд с левого направления соединен с входом счетно-решающего устройства 27, а выход устройства 15 сбора и обработки данных с датчика 17 контроля прохода поезда через железнодорожный переезд с правого направления соединен с входом счетно-решающего устройства 28. На вход устройства 18 контроля зоны переезда поступает информация с датчиков 29, расположенных на границе пересечения автомобильной дороги и железнодорожных путей. Выходы устройства 18 контроля зоны переезда соединены с входами счетно-решающих устройств 27, 28. Вход устройства 19 формирования времени обратного отсчета закрытого переезда соединен с выходом счетно-решающего устройства 27, выход устройства 19 связан с устройством 30 индикации времени обратного отсчета закрытого переезда, выполненным, в частности, в виде табло. Входы устройства 20 диагностики соединены с выходами счетно-решающих устройства 27, 28. Выход устройство 20 диагностики соединен с автоматизированным пультом 3 дежурного по переезду. Выходы автоматизированного пульта 3 дежурного по переезду и щитка 4 управления соединены с входами счетно-решающего устройства 27. Счетно-решающие устройства 27, 28 программируемого логического контроллера 1 соединены двухсторонней связью с формирователем 21 сигналов управления устройствами защиты переезда, связанного в свою очередь с автоматикой устройств защиты переезда, а именно: переездными светофорами 22, акустической сигнализацией 23, шлагбаумами 24, электромеханическими устройствами заграждения 25, заградительными светофорами 26.
Устройство управления системой защиты железнодорожных переездов работает следующим образом.
Счетно-решающие устройства 27, 28 через формирователь 21 сигналов управления устройствами защиты переезда осуществляют управление переездными светофорами 22, заградительными светофорами 26, акустической сигнализацией 23 (извещателями), положением шлагбаумов 24 и электромеханических устройств 25 заграждения.
При приближении поезда с любого из направления счетно-решающие устройства 27, 28 подают на формирователь 21 сигналов управления защитными устройствами команду на включение запрещающего сигнала - красной лампы на переездных светофорах 22, выключение разрешающих лунно-белых огней на переездных светофорах 22, а также команду на включение акустической сигнализации 23. Устройство 18 контроля зоны переезда, получая информацию с датчиков 29, расположенных на границе пересечения автомобильной дороги и железнодорожных путей, формирует команды на закрытие шлагбаумов 24 (брусья шлагбаумов переводятся в горизонтальное положение) и включение устройств 25 заграждения (перевод их в верхнее положение, препятствующее движению автотранспорта). Переезд считается закрытым.
Устройство 19 формирования времени обратного отсчета закрытого переезда по сигналу от счетно-решающего устройства 27 вычисляет фактическое время прибытия поезда на первый участок приближения, а также время прохода поезда (время закрытого переезда). На устройстве 30 индикации отображается время обратного отсчета закрытого переезда.
Обязательным условием является введение логических зависимостей между переездными светофорами 22 и заградительными светофорами 26 с красным и лунно-белым огнями, выполняющими функции заграждения для железнодорожного подвижного состава. Счетно-решающие устройства 27, 28 подают на формирователь 21 команду на выключение запрещающего сигнала - красной лампы на заградительных светофорах 26 и включение разрешающих лунно-белых огней на заградительных светофорах 26,
Через автоматизированный пульт 3 при помощи интегрированного видеонаблюдения дежурный по переезду осуществляет контроль закрытия переезда, срабатывания всех устройств заграждения и сигнализации, прохода подвижного состава без последствий.
В случае аварийной ситуации (нахождение автотранспорта на железнодорожных путях) при закрытом переезде, дежурный незамедлительно нажимает кнопку на щитке 4 на переключение переездных светофоров 22 и на включение запрещающего сигнала на заградительных светофорах 26 для экстренной остановки подвижного состава. Управляющий сигнал передается на счетно-решающие устройства 27, 28, затем на формирователь 21, включается красный сигнал на заградительных светофорах 26, и машинисту локомотива подается посредством акустической сигнализации 23 (из речевого извещателя) сигнал об экстренной остановке поезда. Кроме того, дежурный по пеезду имеет возможность ручного перевода любого из электромеханического устройства 25 заграждения в нижнее положение при помощи специальной курбельной рукоятки.
После вступления поезда на граничные участки переезда, которые контролируются датчиками 16 или 17 контроля прохода поезда и последующего их освобождения счетно-решающие устройства 27 или 28 подают на формирователь 21 команду на перевод устройств заграждения 25 в нормальное (опущенное) положение, шлагбаумы 24 поднимаются в вертикальное открытое положение, затем формируются команды на выключение красной лампы переездных светофоров 22 и включение на них лунно-белого огня, включение запрещающего сигнала на заградительных светофорах 26, а также на выключение акустической сигнализации 23. На устройство 30 индикации от устройства 19 формирования времени обратного отсчета закрытого переезда подается команда на отключение индикации времени, после этого переезд считается открытым, и разрешен проезд автомобильного транспорта.
Формирователь 21 сигналов управления осуществляет сравнение поступающих на него команд от счетно-решающих устройств 27 и 28. В случае, если они идентичны - происходит их исполнение. В случае, если от одного счетно-решающего устройства приходит команда на включение красной лампы переездного светофора 22 (устройство 18 контроля зоны переезда обнаружило объект в зоне закрытого переезда), а от другого - команда на включение лунно-белого огня светофора (устройство 18 не обнаружило объект) - выполняется команда на включение красной лампы светофора, в счетно-решающие устройства 27 и 28 по обратной связи передается сигнал ошибки.
В процессе работы устройство 20 диагностики проверяет штатную работу всех устройств и регистрирует всю информацию в архиве событий, в случае отказа одного из блоков системы устройство 20 диагностики формирует данные о неисправности и передает их на автоматизированный пульт 3 дежурного по переезду.