СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И ОПОВЕЩЕНИЯ О ПРИБЛИЖЕНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ROLLING STOCK APPROACH MONITORING AND WARNING SYSTEM

Область техники
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к системам оповещения о приближении подвижного состава пользователя мобильного приложения, находящегося рядом с железнодорожными путями.
Уровень техники
Из уровня техники известно мобильное приложение, определяющее геолокацию пользователя и предупреждающее о его приближении к железнодорожным путям за счет включения оповещающего сигнала на мобильном устройстве (https://klops.ru/news/2018-11-07/183797-rzhd-razrabotala-prilozhenie-dlya-smartfonov-beregis-poezda-kotoryy-preduprezhdaet-o-priblizhenii-k-putyam, дата публикации 07.11.2018 г.). Недостатком такого приложения является его низкая безопасность в связи с тем, что не предусмотрено оповещение пользователя о приближении поезда.
Известна система контроля и оповещения работников на путях о приближении поезда с использованием мобильной радиосвязи GSM, дополненной радиосвязью диапазона ISM (RU 2467902 C1, B61L 23/06, дата публикации 27.11.2012 г.). Система оповещения о приближении подвижного состава содержит центральный пункт управления, в котором установлены соединенные между собой сервер приложений и сервер радиосвязи, бортовые блоки подвижных единиц, блоки индивидуального оповещения, блоки путевого контроля, установленные вблизи рельсов в местах точечного контроля приближения подвижных единиц. Каждый блок путевого контроля состоит из путевого датчика прохождения колес подвижных единиц, соединенного с приемопередатчиком совмещенной радиосвязи и приемопередатчиком самоорганизующейся сети. В каждый блок индивидуального оповещения введены микропроцессорный модуль приемопередатчика самоорганизующейся сети связи и переключатель задания режима работы. Бортовой блок поезда содержит узел оповещения, выполненный с возможностью определения местонахождения поезда и содержащий приемопередатчики GSM радиосвязи, а также дисплей, на котором отображаются названия контрольных точек и расстояние до них. Каждый блок индивидуального оповещения содержит приемопередатчик GSM связи, соединенный с приемопередатчиком самоорганизующейся сети связи, который соединен с переключателем режима работы. Центральный пункт управления содержит сервер приложений, соединенный с сервером GSM радиосвязи. Блоки путевого контроля содержат путевой датчик прохождения колес поезда, соединенный с приемопередатчиком совмещенной GSM/GPS радиосвязи и с приемопередатчиком самоорганизующейся сети. Недостатком такой системы является сложность ее исполнения в связи с большим количеством устройств, входящих в ее состав.
В качестве наиболее близкого аналога выбрана координатная система оповещения рабочих на железнодорожных путях о приближении поезда за время, составляющее не менее 50 сек и на расстояние не менее 5 км, с использованием спутниковых радионавигационных систем (Статья "Координатная система контроля и оповещения", авторы Новиков В.Г., Алабушев И.И., журнал "Вестник ВНИИЖТ", №1, 2008 г., с. 45-48). Система состоит из мобильного устройства оповещения, принадлежащего работнику пути, с GSM/GPS антенной, связанного с системой безопасности КЛУБ-У или КЛУБ-УП (комплексное локомотивное устройство безопасности), и устройством оповещения посредством светового, звукового или речевого сигнала; а также содержит бортовое устройство подвижной единицы (поезда) с устройством автоматического оповещения и сервер передачи данных. Бортовое устройство поезда передает на сервер идентификатор поезда, координату, номер пути, направление. Принимает от сервера координаты зоны приближения, сигнал "Авария" в случае его передачи от мобильного устройства при невозможности окончания работой рабочими на железнодорожных путях. Мобильное устройство передает на сервер координату, номер пути, сигнал "Авария". Принимает от сервера координаты зоны подвижной единицы, номер пути, направление. Сервер ведет поиск в базе данных мобильные устройства, для которых актуально будет оповещение, рассчитывает координаты зоны приближения с учетом данных с поезда и модуля спутниковой навигации мобильного устройства.
Недостатками таких систем являются их сложность, большое количество дополнительно устанавливаемых комплектующих, а также низкая надежность и безопасность при возможном выходе из строя бортового устройства поезда и/или блока индивидуального оповещения пользователя. Кроме того, такие системы направлены на снижение безопасности работников на железнодорожных путях и не относятся к снижению безопасности для обычных пешеходов.
Из всего парка локомотивов, моторвагонного подвижного состава, специального самоходного подвижного состава только 50% оборудовано системой безопасности КЛУБ-У (КЛУБ-УП). Таким образом, данные системы не применимы на подвижных единицах, относящихся к оставшимся 50%, не оборудованным системой безопасности КЛУБ-У (КЛУБ-УП), а оборудованным, например, системой АЛСН (автоматической локомотивной сигнализации).
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания системы оповещения, обладающей функциями надежности работы при обеспечении безопасности как для поездов и работающих на железнодорожных путях бригад, так и для пешеходов, маршрут движения которых пересекает железнодорожные пути.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение безопасности движения поездов, а также повышение безопасности работающих на железнодорожных путях бригад и людей, маршрут движения которых пересекает железнодорожные пути (пешеходов), что достигается за счет внедрения заявленной системы контроля и оповещения бригад и/или пешеходов при одновременном оповещении машиниста.
Технический результат достигается за счет создания системы контроля и оповещения о приближении подвижного состава, содержащей бортовой блок подвижного состава с навигационно-связным модулем, в состав которого входит приемопередатчик цифровой мобильной сотовой связи GSM- и GPS-связи для определения в режиме реального времени геолокации подвижного состава; по меньшей мере одно мобильное устройство оповещения пользователя, содержащее приемопередатчик цифровой мобильной сотовой связи GSM- и GPS-связи для определения в режиме реального времени геолокации пользователя; а также блок обработки данных, содержащий соединенные между собой сервер приложений и сервер GSM-связи и выполненный с возможностью приема и передачи сигналов с приемопередатчиков GPS-и GSM-связи с бортового блока подвижного состава и с по меньшей мере одного мобильного устройства оповещения пользователя для определения и сохранения информации об их местоположении в режиме реального времени относительно карты железных дорог, а также для последующего определения скорости движения и времени прибытия подвижного состава до места нахождения по меньшей мере одного пользователя мобильного устройства оповещения. На мобильное устройство оповещения пользователя установлено приложение, обеспечивающее оповещение пользователя в случае приближения подвижного состава при нахождении мобильного устройства оповещения вблизи железнодорожных путей (при приближении к нему подвижного состава). Бортовой блок подвижного состава выполнен с возможностью оповещения машиниста при приближении по меньшей мере к одному мобильному устройству оповещения пользователя. Мобильное устройство оповещения пользователя выполнено в виде мобильного телефона/смартфона. Система дополнительно содержит мобильный телефон/смартфон машиниста подвижного состава с приемопередатчиком цифровой мобильной сотовой связи GSM- и GPS-связи для определения в режиме реального времени геолокации подвижного состава. Мобильный телефон/смартфон машиниста выполнен с возможностью приема и передачи сигналов на блок обработки данных и содержит установленное приложение, обеспечивающее оповещение машиниста в случае нахождения по меньшей мере одного мобильного телефона/смартфона пользователя вблизи железнодорожных путей и при приближении к нему подвижного состава.
За счет использования приемопередатчика GPS-радиосвязи в составе бортового блока подвижного состава (например, локомотива или моторвагонного подвижного состава или самоходного подвижного состава) обеспечивается возможность определения его местоположения в режиме реального времени. За счет наличия приемопередатчика GSM-связи данная информация в онлайн-режиме передается посредством сети GSM в сервер приложений, где накладывается на карту железных дорог, определяется скорость движения и время прибытия подвижного состава до места нахождения пользователя и далее информация передается на мобильный телефон (смартфон) пользователя (или нескольких пользователей) и машиниста (или нескольких машинистов в случае нескольких приближающихся к пользователю поездов).
За счет наличия сервера связи и мобильного приложения пользователя обеспечивается возможность обмена данными о местоположении и скорости движения подвижного состава, а также о местоположении пользователя. Мобильное приложение, в зависимости от местоположения поезда и его скорости движения рассчитывает время прибытия поезда в точку нахождения пользователя и, исходя из полученных данных, своевременно включает оповестительный сигнал, что повышает бдительность пользователя (одного или нескольких пешеходов, маршрут движения которых пересекает железнодорожные пути или работника/работников на пути) и, следовательно, повышает безопасность для движения поездов и для работающих на железнодорожных путях бригад и обычных пешеходов.
За счет наличия у машиниста мобильного телефона/смартфона, с установленным на нем оповещающим приложением, обеспечивается независимое от бортового блока поезда оповещение машиниста при приближении к человеку, что существенно повышает бдительность машиниста при непредсказуемом поведении пешехода или работника на пути, а также может быть существенным при выходе из строя бортового блока поезда и/или сбое работы мобильного приложения пользователя, что, следовательно, повышает безопасность для движения поездов и для людей, находящихся вблизи железнодорожных путей.
Таким образом, заявленная система обеспечивает одновременное надежное оповещение по меньшей мере одного пешехода и машиниста по меньшей мере одного подвижного состава при приближении друг к другу, что обеспечивает существенное повышение безопасности при снижении травматических случаев на железной дороге для всех пользователей мобильных телефонов/смартфонов, установивших оповещающее мобильное приложение.
В частных случаях реализации заявленного изобретения система может быть выполнена следующим образом.
Бортовой блок подвижного состава может быть снабжен автоматической локомотивной сигнализацией, выполненной, например, с возможностью непрерывного действия, или системой безопасности КЛУБ-У / КЛУБ-УП (комплексное локомотивное устройство безопасности).
Приложение мобильного телефона/смартфона пользователя и/или машиниста может быть выполнено с возможностью оповещения минимум за 60 секунд до приближения подвижного состава к пользователю. Навигационно-связной модуль бортового блока подвижного состава так же может быть выполнен с возможностью оповещения машиниста минимум за 60 секунд до приближения к пользователю.
Приложение мобильного телефона/смартфона пользователя и/или машиниста может быть выполнено с возможностью звукового оповещения при одновременном блокировании трансляции музыки, видеороликов и телефонного разговора.
Краткое описание чертежей
Заявленное изобретение поясняется следующими фигурами, иллюстрирующими частный случай его выполнения:
Фиг. 1 - блок-схема системы контроля и оповещения о приближении подвижного состава;
Фиг. 2 - взаимодействие элементов системы контроля и оповещения при приближении подвижного состава к пользователю мобильного телефона (смартфона). Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
1 - локомотив,
2 - бортовой блок локомотива,
3 - приемопередатчик GPS- и GSM-связи локомотива,
4 - смартфон пользователя,
5 - приемопередатчик GPS- и GSM-связи смартфона 4 пользователя,
6 - блок обработки информации
7 - сервер приложений,
8 - сервер GSM-связи,
9 - смартфон машиниста,
10 - приемопередатчик GPS- и GSM-связи смартфона 9 машиниста.
Система контроля и оповещения о приближении подвижного состава содержит бортовой блок 2 локомотива 1 с приемопередатчиком 3 GSM- и GPS-связи, смартфон 4 пользователя, содержащий приемопередатчик 5 GSM- и GPS-связи. Бортовой блок 2 локомотива 1 содержит также микропроцессор и источник питания. Блок обработки информации 6 состоит из сервера приложений 7 с сохраненными в нем картами железных дорог, сервера GSM-связи 8, выполненного с возможностью обмена (приема и передачи) сигналов с приемопередатчика 3 GPS- и GSM-связи с бортового блока 2 локомотива 1 и с приемопередатчика 4 GPS- и GSM-связи смартфона 4 пользователя.
Система также содержит смартфон 8 машиниста локомотива 1 с приемопередатчиком 10 GSM- и GPS-связи для дублирования определения в режиме реального времени геолокации локомотива 1. Смартфон 9 машиниста выполнен с возможностью приема и передачи сигналов на сервер приложений 7 и содержит установленное приложение, обеспечивающее оповещение машиниста в случае нахождения по меньшей мере одного смартфона 4 пользователя вблизи железнодорожных путей и при приближении к нему локомотива 1.
Приемопередатчик 3 GSM-связи бортового блока 2 локомотива 1 выполнен с возможностью приема и передачи сообщений в приемно-управляющую часть смартфона пользователя 4 и смартфона 9 машиниста пользователя через блок обработки информации 6.
Осуществление изобретения
Система оповещения работает следующим образом.
Пользователь устанавливает на свой мобильный телефон приложение, при активации которого в случае приближения пользователя к железнодорожным путям определяется возможное наличие приближающихся поездов.
При движении поезда в режиме реального времени за счет навигационно-связного модуля определяются координаты его местоположения. Данный модуль осуществляет передачу на сервер следующих данных: направление перемещения, координаты местоположения, сервер приложений по изменению координат во времени определяет скорость движения поезда и накладывает движение на карту железных дорог.
Сервер при этом сохраняет полученные данные, сопоставляет их с картой железных дорог и ведет в базе данных поиск объектов мобильных телефонов, содержащих мобильное приложение и находящихся вблизи. На такие объекты сервер передает сведения о приближающемся поезде. Мобильные приложения мобильных телефонов осуществляют прием с сервера таких данных. При установленном расчетном времени прибытия поезда в точку нахождения каждого пользователя (не менее 60 сек) приложение каждого пользователя осуществляет автоматическое звуковое оповещение каждого пользователя при одновременном блокировании трансляции музыки, видеороликов и телефонного разговора. Одновременно сервер постоянно передает данные о местонахождении пользователей в мобильные телефоны машинистов приближающихся поездов, и при обнаружении пользователей на маршруте движения поезда мобильные телефоны машинистов за установленное расчетное время прибытия поездов в точку нахождения пользователя (не менее 60 сек) издают оповестительные сигналы.
В любой момент времени пользователь имеет возможность видеть карту железных дорог с отслеживанием движения поездов. Машинист поезда на своем телефоне также имеет возможность отслеживать на карте местонахождение пользователей приложения.
Пример
Пользователь с мобильным телефоном (приложение включено) находится на 53-м км пк1 перегона N-M. Поезд движется со скоростью 120 км/ч со стороны станции N. При скорости 120 км/ч поезд за 60 сек преодолеет расстояние 2 км. Соответственно, при прохождении поезда 51 км пк1 у машиниста включится оповещение о находящемся впереди пользователе приложения, одновременно у пользователя приложения в телефоне осуществляется автоматическое звуковое оповещение, блокирование трансляции музыки, видеороликов и телефонного разговора.
Таким образом, заявленная система направлена на снижение травматических случаев на железной дороге за счет повышенной безопасности как для всех пользователей мобильного приложения, так и для машинистов подвижных составов.