Система контроля и оповещения об угрозе столкновения подвижного состава с запрещенным технологическим объектом
SYSTEM FOR MONITORING AND ALERTING ON ROLLING STOCK COLLISION WITH PROHIBITED PROCESS FACILITY

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах обеспечения безопасности движения поездов, в частности, для предупреждения в автоматическом режиме машиниста локомотива об угрозе столкновения подвижного состава при маневровых работах с такими объектами, как тупиковый упор железнодорожного пути, запрещающий сигнал светофора, занятый железнодорожный путь и другие. Такие ситуации возникают при подаче вагонов на площадки погрузки, на которых нет сквозного проезда, и тепловоз, электровоз, прочий тяговый подвижной состав (далее тепловоз) не может выехать с железнодорожного пути, а маневровая работа подвижного состава возможна исключительно подачей тепловозом вагонами вперед.
Из уровня техники известно устройство для автоматического управления торможением поезда (SU 1255485, МПК В60Т 8/58, опубл. 07.09.1986 г), содержащее расположенную в начале блок-участка передающую антенну, соединенную с путевым генератором, а на локомотиве - приемную антенну, соединенную с блоком приема информации, датчик скорости, соединенный с первым входом первого измерителя пути и с регулятором скорости, связанным с исполнительным блоком, а второй измеритель пути подсоединен первым входом к выходу датчика скорости, вторым входом - к первому выходу блока приема информации. Устройство содержит также элемент И, подключенный одним входом к нулевому выходу первого измерителя пути, другим - к другому выходу исполнительного блока, элемент ИЛИ, подключенный выходом к второму входу первого измерителя пути, первым входом - к второму выходу блока приема информации, вторым - к выходу элемента И, соединенного третьим входом с выходом второго измерителя пути.
Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, а также невозможность ее функционирования при движении поезда вагонами вперед, что бывает необходимо при маневровых работах.
Известна система контроля и оповещения о приближении подвижного состава (RU 2467902, МПК B61L 23/00, опубл. 27.11.2012 г), содержащая 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 контроля состоит из самотестируемого путевого датчика прохождения колес подвижных единиц, соединенного двухсторонней связью 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.
Недостатком системы является сложность технической реализации в связи с обязательным подключением к сетям передачи данных, необходимость сети сотовой связи GSM с соответствующей аппаратурой, низкая точность определения GPS координат, необходимость подключения к сетям электроснабжения. Также недостатком известной системы является невозможность ее функционирования при движении поезда вагонами вперед, что бывает необходимо при маневровых работах.
Известна система для регулирования движения поезда на перегоне (RU 2548645, МПК B61L 23/00, опубл. 20.04.2015 г), содержащая стационарные комплекты, каждый из которых состоит из вычислительного устройства автоматизированного рабочего места электромеханика и вычислительного устройства автоматизированного рабочего места дежурного по станции, первый и второй CAN-интерфейс, управляющий модуль, модуль интерфейса, модуль электрической централизации, модуль контроль сигналов рельсовых линий и автоматической локомотивной сигнализации, модуль межстанционной связи. На локомотиве установлено комплексное локомотивное устройство безопасности, приемопередатчик, модуль управления тормозной системой поезда. Дополнительно в каждый стационарный комплект введены модуль радиоинтерфейса и модуль автоматической переездной сигнализации, которые соединены с вычислительным устройством автоматизированного рабочего места дежурного по станции и управляющим модулем через первый CAN-интерфейс. На локомотиве введен модуль логической обработки радиосигналов, соединенный с индикатором, при этом вход модуля логической обработки радиосигналов соединен через CAN-интерфейс с выходом приемопередатчика и выходом комплексного локомотивного устройства безопасности.
Недостатком системы является сложность в эксплуатации и дороговизна, поскольку требует наличия дополнительных рабочих мест электромеханика и дежурного, оснащенных вычислительными устройствами, наличия модуля логической обработки сигналов на локомотиве, наличия системы железнодорожной автоматики и телемеханики. Кроме того, ограничены функциональные возможности системы, поскольку она не обеспечивает контроль и регулирование подвижного состава при движении его вагонами вперед.
Задачей изобретения является создание простой, удобной в эксплуатации и надежной системы контроля подвижного состава.
Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей системы, обеспечивающих улучшение маневренности подвижного состава на железнодорожных путях, в том числе при движении вагонами вперед.
Технический результат изобретения достигается системой контроля и оповещения об угрозе столкновения подвижного состава при маневровых работах с препятствием в виде тупикового упора или запрещающего сигнала светофора, включающей индуктивные датчики путевого контроля, установленные в зонах контроля технологических объектов вблизи рельсов по гребню колесной пары, солнечную батарею с панелью, закрепленной на станине, коммутационно-электронное устройство, размещенное внутри установленного на станине коммутационного шкафа, которое содержит блок управления, электрические цепи управления индуктивных датчиков путевого контроля и сигналов светофоров, аккумуляторные батареи, контроллер управления зарядом-разрядом аккумуляторных батарей, радиопередатчик с антенной, причем индуктивные датчики путевого контроля и светофоры подключены к электрическим цепям управления посредством соединительного кабеля.
Согласно изобретению в каждой зоне контроля препятствия может использоваться по два индуктивных датчика путевого контроля.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема системы контроля и оповещения об угрозе столкновения подвижного состава с препятствием, на фиг. 2 - блок схема коммутационно-электронного устройства системы.
Система (фиг. 1) содержит индуктивные датчики путевого контроля 1, подключенные посредством кабеля 2 к коммутационно-электронному устройству 3, с которым соединена также солнечная батарея 4. На принципиальной схеме обозначены технологические объекты: светофоры 5, тупиковые упоры 6, подвижные составы с маневровыми тепловозами 7, на которых установлены радиостанции, железнодорожный путь №1 и железнодорожный путь №2.
Коммутационно-электронное устройство (фиг. 2) размещено внутри коммутационного шкафа 8 и содержит блок управления 9, электрические цепи управления 10 индуктивных датчиков и светофоров, аккумуляторные батареи 11, контроллер управления 12 зарядом-разрядом аккумуляторных батарей, радиопередатчик 13 с антенной 14. Контроллер управления 12 соединен электрической цепью с солнечной батареей 4.
Питание системы осуществляется от комплекта автономного питания на базе солнечной батареи, также обеспечивается возможность подключения к внешнему питанию от сети переменного тока, напряжением 220 В (на чертеже не обозначено). Панель солнечной батареи закрепляется на специальной станине. Коммуникационный шкаф устанавливается и закрепляется на специальной станине непосредственно вблизи панели солнечной батареи.
Индуктивные датчики 1 установлены в зонах контроля, то есть перед местом установки светофоров 5 и вблизи тупиковых упоров (призм) 6 для контроля и предупреждения проезда запрещающего сигнала светофора, столкновения с тупиковой призмой и схода подвижного состава. Индуктивные датчики срабатывают без непосредственного контакта с колесной парой и обладают повышенным сроком службы. В качестве индуктивных датчиков могут быть использованы, например датчики ВБИ - http://www.elconnect.ru/production/engage/vbe/.
Индуктивные датчики - служат для бесконтактного получения информации о перемещениях рабочих органов машин, механизмов, роботов и т.п.и преобразования этой информации в электрический сигнал. Принцип действия индуктивного датчика основан на изменении индуктивности обмотки на магнитопроводе в зависимости от положения отдельных элементов магнитопровода (якоря, сердечника и др.). В таких датчиках линейное или угловое перемещение преобразуется в изменение индуктивности датчика. Применяются для измерения угловых и линейных перемещений, деформаций, контроля размеров и т.д.
В каждой зоне контроля препятствия можно использовать по два индуктивных датчика путевого контроля.
Система действует в случае, если подвижной состав оказывается в зоне контроля индуктивных датчиков своей передней, по ходу движения, колесной парой перед светофором с запрещающим сигналом, либо без сигнала. Речевое сообщение, передаваемое системой по радиоканалу, несет следующую информацию: «Внимание, запрещающий сигнал светофора, железнодорожный путь №1 (№2)», а при приближении к тупиковому упору - «Призма тупиковая железнодорожного пути. Внимание». Передача команды должна осуществляться при вхождении колесной пары подвижного состава в зону контроля индуктивных датчиков.
В этом случае машинист маневрового тепловоза должен немедленно остановить состав, связаться с руководителем маневровой работы.
Система работает следующим образом.
При вхождении колесной пары железнодорожного подвижного состава в зону контроля датчиков 1 происходит срабатывание датчика с замыканием соответствующей электрической цепи управления 10, соединенной с блоком управления 9, который анализирует принадлежность соответствующей замкнутой электрической цепи и выдает присвоенную данной электрической цепи соответствующую команду в радиопередатчик 13, который передает по запрограммированному радиоканалу речевую информацию в радиоэфир на запрограммированной радиочастоте. Для усиления радиосигнала используется антенна 14 с соответствующими радиочастоте характеристиками. Радиочастоты программируются в зависимости от выбранной радиочастоты работы предприятия железнодорожного транспорта. Цепи управления 10 сигналами светофоров 5 предназначены для переключения режимов (активный/неактивный) датчиков 1, расположенных у светофоров. При разрешающем сигнале светофора (зеленый) и прохождении колесной пары зоны контроля датчиков 1 система не фиксирует нарушение технологического режима работы и не передает информационное сообщение по радиоэфиру. При запрещающем сигнале светофора (красный) и прохождении колесной пары зоны контроля датчиков система фиксирует нарушение технологического режима работы и передает информационное сообщение по радиоэфиру.
Датчики 1, расположенные в конце эстакады возле тупиковых призм 6, не имеют зависимости от показаний светофоров 5, и при каждом прохождении колесной пары железнодорожного подвижного состава через зону контроля этих датчиков система передает предупреждающие речевые сообщения по радиоканалу.
Электрическое питание аппаратуры системы осуществляется от аккумуляторных батарей 11, установленных в коммутационном шкафу 8. Зарядка аккумуляторных батарей осуществляется от солнечной батареи 4, расположенной вне коммутационного шкафа. Контролер управления зарядом-разрядом 12 обеспечивает стабилизацию тока заряда аккумуляторных батарей 11 и стабилизацию напряжения питания аппаратуры системы.
Солнечная батарея 4 позволяет обеспечить питание системы при отсутствии возможности подключения к внешним электрическим сетям промышленного напряжения. При наличии возможности подключения системы к внешним электрическим сетям использование солнечной батареи возможно исключить.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет посредством простой, удобной в эксплуатации системы контроля и оповещения об угрозе столкновения подвижного состава с препятствием обеспечить надежную маневровую работу подвижного состава на железнодорожных путях, причем даже на тех, где нет сквозного проезда.