Устройство для контроля проследования поезда в полном составе
TRAIN FULL-LENGTH PASSING CONTROL DEVICE

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для регулирования движения поездов.
Известно устройство для индикации прохождения хвостового вагона поезда, содержащее закрепляемый жестким разъемным соединением на хвостовом вагоне прибор с измерителем и передатчиком, контрольный аппарат, выполненный в виде радиоэлектронного блока, включающий приемник, блок индикации, источник питания прибора, источник питания контрольного аппарата, устройство сравнения, источник питания контрольного аппарата и источник питания прибора размещены в контрольном аппарате, который установлен с возможностью перекрывания зоны контролируемого объекта вблизи выходного светофора станции, при этом источник питания прибора образован из последовательно соединенных задающего генератора, усилителя и индукционного источника излучения электромагнитного поля, выполненного в виде излучающего индуктора и последовательно соединен с источником питания контрольного аппарата, а блок индикации контрольного аппарата образован из согласующего устройства, формирующего сигнал оповещения на станцию и соединен с приемником, выполненным в виде радиоприемника кодовой посылки, устройство сравнения установлено в приборе, а измеритель прибора выполнен с возможностью передачи кодированного сигнала приемнику контрольного аппарата в виде приемного индуктора и последовательно соединен с передатчиком прибора,выполненном в виде радиопередатчика кодовой нагрузки посредством устройства сравнения, включающего последовательно соединенные выпрямитель и формирователь (KZ 386 U, B61L 1/14, 15.08.08).
Недостатком известного устройства является относительная его сложность и соответственно значительные эксплуатационные затраты.
В качестве прототипа принято устройство для считывания информации с железнодорожных составов. Это устройство, которое может быть использовано для контроля проследования поезда в полном составе,  содержит пассивные кодовые датчики с возможностью перепрограммирования кодового сигнала, установленные на контейнеры с грузами, состоящие из преобразователя напряжения, блока формирования и записи кода, передатчика, приемопередающей антенны, и считывающее устройство, состоящее из приемной антенны, блока приема и обработки информации, блока питания и управления, генератора, индуктора и передающей антенны, устройство включения, приводящее в действие считывающее устройство, установленные на платформы вагонов состава, на каждую колесную пару, на локомотив, а также в пассивный кодовый датчик с возможностью перепрограммирования кодового сигнала пассивные приемоответчики идентификации объекта с постоянным кодом, установленные на открывающиеся части контейнеров пассивные приемоответчики идентификации объекта с постоянным кодом, замыкающиеся запорным устройством  (RU17908, B61L 25/02, 10.05.2001).
Недостатком известного устройства является усложненная путевая аппаратура, в которой команду на включение и выключения считывающего устройства вырабатывают напольные устройства счета осей, а информацию о проследовании поезда передают в центр управления движением по стационарным каналам проводной связи. Синхронизация команд на включение и выключения блока считывателя,  с прохождением мимо него вагонов с метками радиочастотной идентификации существенно снижает потребление электроэнергии путевой аппаратурой, поскольку во время считывания информации с вагона блок считывателя потребляет намного больше электроэнергии, чем в остальное время работы путевой аппаратуры  (до 5 Вт). Однако для целей только контроля следования поезда в полном составе сложная путевая аппаратура и связь ее с центром диспетчерского управления являются избыточными и ограничивают область применения устройства только местами, где имеется надежное энергоснабжение и каналы связи с центрами управления движением поездов. Развертывание известных устройств в местах, где отсутствуют мощные источники энергоснабжения и линии связи с центрами управления движением (малодеятельные участки железных дорог, особенно в пустынных и гористых местностях, железнодорожные полустанки, переезды и т.д.),  затруднено.
Технический результат изобретения заключается в упрощении устройства с возможностью его использования в местах отсутствия мощных источников энергоснабжения и линии связи с центрами управления движением.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля проследования поезда в полном составе, содержащем размещенный на пункте контроля считывающий блок, к управляющему входу источника питания которого подключен выход блока управления источником питания, а на сцепках хвостовых  вагонов состава каждого поезда установлены пассивные приемопередатчики радиочастотной идентификации, согласно изобретению блок управления источником питания состоит из маломощного приемопередатчика, который через модуль формирования сигнала управления соединен с  выходом блока управления источником питания считывающего блока, порт которого соединен с портом маломощного приемопередатчика, связанного посредством радиоканала, при проследовании поезда через пункт контроля, с маломощным приемопередатчиком, установленным на локомотиве поезда и подключенным к бортовому устройству управления движением этого поезда.
На чертеже приведена схема устройства для контроля прохождения хвостового вагона поезда.
Устройство для контроля проследования поезда в полном составе содержит размещенный на пункте 1 контроля считывающий блок 2, к управляющему входу источника питания которого подключен выход блока 3 управления источником питания, а на сцепках хвостовых  вагонов 4 состава каждого поезда установлены пассивные приемопередатчики 5 радиочастотной идентификации, блок 3 управления источником питания состоит из маломощного приемопередатчика 6, который через модуль 7 формирования сигнала управления соединен с  выходом блока 3 управления источником питания считывающего блока 2, порт которого соединен с портом маломощного приемопередатчика 6, связанного посредством радиоканала при проследовании поезда через пункт 1 контроля с маломощным приемопередатчиком 8, установленным на локомотиве 9 поезда и подключенным к бортовому устройству 10 управления движением этого поезда.
Устройство для контроля проследования поезда в полном составе работает следующим образом.
https://www.comsol.ru/blogs/rfid-tag-read-range-antenna-optimization/
При приближении локомотива 9 очередного поезда к входному светофору станции или промежуточному пункту контроля следования поезда в полном составе (например, на перегоне между станциями), бортовое устройство 10 управления движением, посредством приемопередатчика 8 маломощного радиоканала связи вызывает по известному ему из электронной карты путевой инфраструктуры идентификационному номеру маломощный приемопередатчик 6, который до получения вызова от бортового устройства 10 управления движением поезда находится в ждущем режиме с потреблением тока от автономного источника питания (на чертеже не показан) на уровне нескольких микроампер. После получения вызова происходит короткий сеанс связи между модулем 7 формирования сигнала управления и бортовым устройством 10 управления движением этого поезда. Во время такого сеанса связи бортовое устройство 10 управления движением поезда получает информацию об исправности путевой аппаратуры пункта 1 контроля и передает модулю 7 формирования сигнала управления расчетный интервал времени для включения считывающего блока 2 в рабочий режим считывания информации с пассивного приемопередатчика 5 радиочастотной идентификации хвостового вагона 4 (и опционально, с других выбранных вагонов поезда). Во время сеансов связи между маломощным приемопередатчиком 6 и бортовым устройством 10 управления движением поезда потребление тока стационарной аппаратурой возрастает до 20-50 mA.  Однако это потребление тока не требует наличия в путевой аппаратуре мощного источника электропитания и достаточным является маломощный автономный источник электропитания с аккумуляторами подзаряжаемыми маломощным зарядным устройством, например, с использованием солнечной батареи. Когда наступает заданный интервал времени для работы считывающего блока 2, модуль 7 формирования сигнала управления формирует сигнал включения силового электропитания считывающего блока 2, поступающий на управляющий вход его источника питания. В этом режиме от аккумуляторов маломощного автономного источника электропитания потребляется мощность 2ч5 вт (см. например, ). Нормально бортовые устройства 10 управления движением поезда задают интервал работы считывающего блока 2 так, чтобы минимизировать расход электроэнергии аккумуляторов от маломощного автономного источника электропитания. Для этого они учитывают текущую координату локомотива поезда по своему спутниковому навигатору, прогноз изменения скорости поезда во время прохождения его состава мимо считывающего блока 2 и пройденный локомотивом путь от координаты расположения считывающего блока 2 до полного прохождения мимо этого блока последнего вагона 4 состава поезда. При расчетах используется привязка координат к электронной карте маршрута. Интервал времени включения силового питания считывающего блока 2 ограничен до необходимого минимума. Результаты считывания информации от пассивного приемопередатчика 5  радиочастотной идентификации, по истечении этого интервала времени, передаются  маломощным приемопередатчиком 6 по радиоканалу связи в бортовое устройство 10 управления движением поезда для принятия решений о дальнейших действиях по управлению.
Бортовое устройство 10 управления движением поезда сравнивает уникальный идентификационный номер,  считанный с пассивного приемопередатчика 5 радиочастотной идентификации хвостового вагона 4 с известным им уникальным идентификационным номером этого приемопередатчика 5 радиочастотной идентификации хвостового вагона 4, который был  записан в память бортового устройства 10 управления движением во время формирования состава поезда. При совпадении номеров бортовое устройство 10 управления движением поезда фиксирует, что поезд проследовал текущий пункт контроля в полном составе. Этот результат используется бортовым устройством 10 для дальнейшего управления движением поезда. В частности, далее по каналу связи эта информация может передаваться  бортовым устройством 10 управления движением поезда, в различные подсистемы управления его движением.
Предлагаемое устройство контроля проследования поезда в полном составе, имеющее простую конструкцию и позволяющее минимизировать эксплуатационные затраты, может быть использовано в местах, где отсутствуют мощные источники энергоснабжения (малодеятельные участки железных дорог, особенно в пустынных и гористых местностях, железнодорожные полустанки,  переезды и т.д.).