УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПЕРЕЕЗДЕ
RAILWAY CROSSING TRAFFIC CONTROL DEVICE

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам автоматического управления движением на железнодорожных переездах, и может быть использовано на участках железных дорог с поездами, оборудованными устройством безопасного управления.
Известна безопасная система управления железнодорожным переездом, содержащая GPS приемник, установленный на поезде, и наземные беспроводные устройства связи, передающие информацию о местоположении на основе GPS, и включающая в себя блок сигнализации, предупреждающий о возникновении опасной ситуации на железнодорожном переезде. Железнодорожный переезд системы включает в себя датчик определения маршрута, определяющий движение в направлении железнодорожного переезда, и устройство беспроводной связи, передающее сигнал о движении с помощью беспроводного датчика определения маршрута. Центральная система управления передает информацию о местоположении движущегося поезда на железнодорожный переезд, предупреждает поезд о возникновении опасной ситуации. Дополнительное устройство контроля диспетчерского пункта, связанное с центральной системой управления, передает обнаруженный сигнал о движении центральной системе управления и передает информацию на движущийся поезд (KR 100678729, B61L 29/02, 09.01.2007).
Недостатками известной системы управления являются невозможность контроля целостности состава на переезде и большое время закрытого состояния железнодорожного переезда.
Известно устройство для ограждения железнодорожного переезда, в основе технического решения которого лежит установление дуплексной радиосвязи между дежурным по переезду и машинистами приближающихся к переезду поездов с использованием двух частот и сложных сигналов с фазовой манипуляцией и с комбинированной фазовой манипуляцией, и амплитудной модуляцией. На железнодорожном переезде имеются опломбированная кнопка аварийной сигнализации и аварийного ограждения железнодорожных путей, блоки включения автоматической сигнализации и автоматического шлагбаума, блоки включения соответствующих генераторов кодовых сигналов рельсовой цепи участка приближения к переезду, блоки включения заградительных светофоров, средство автоматического формирования аварийного сообщения, генератор модулирующего кода, синтезатор речи, задающий генератор, фазовый манипулятор, амплитудный модулятор, два гетеродина, два смесителя, усилитель первой промежуточной частоты, два усилителя мощности, дуплексер, приемо-передающая антенна, усилитель второй промежуточной частоты, перемножитель, полосовой фильтр, фазовой детектор и блок регистрации. На поезде используются задающий генератор, формирователь модулирующего кода, фазовый манипулятор, два гетеродина, два смесителя, усилитель третьей промежуточной частоты, два усилителя мощности, дуплексер, приемо-передающая антенна, усилитель второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель, синхронный детектор, звуковой сигнализатор, перемножитель, полосовой фильтр, фазовый детектор, блок памяти и блок сравнения кодов (RU 2369510, B61L 29/22 10.10.2009).
Недостатками известного изобретения являются невысокая оперативность работы сигнализации железнодорожного переезда и относительная сложность работы устройства.
В качестве прототипа выбрано устройство для управления движением на железнодорожном переезде, содержащее по обе стороны от железнодорожного переезда рельсовые цепи участков приближения и удаления, а на каждом железнодорожном пути железнодорожного переезда установлены датчики фиксации проследования колесных пар поездов, прикрепленные к рельсам участков приближения и удаления, при этом выход датчика через блок обработки сигнала соединен с соответствующим входом блока контроля и управления, силовые выходы которого соединены с исполнительным устройством железнодорожного переезда (С.А.Щиголев «Автоматическая переездная сигнализация на счетчиках осей», журнал "Автоматика, Связь и Информатика", №12, 2005 г.).
В этом устройстве включение и выключение исполнительных устройств переезда осуществляется в результате воздействия поезда на рельсовые цепи и блоки счета осей, выполненные на основе двух и более датчиков фиксации проследования колесных пар поездов. Рельсовые цепи осуществляют непрерывный контроль нахождения поезда на участках пути, прилегающих к переезду, а устройства счета осей позволяют фиксировать моменты освобождения участков пути непосредственно за переездом для ускорения открытия шлагбаума после проследования поезда и отсутствия приближающихся к переезду поездов на соседних железнодорожных путях.
Логика управления переездом реализуется программным и аппаратным путем в блоке логического контроля и управления с соблюдением, в том числе, требований по защите от опасных отказов.
Недостатком известного устройства является большой объем аппаратуры, расположенной непосредственно у рельсов, поскольку каждое устройство счета осей содержит не менее чем два датчика фиксации проследования колесных пар поездов для определения соответствия количества осей, входящих на счетный участок пути между датчиками и выходящих с этого счетного участка пути. Это снижает надежность системы и влечет дополнительные расходы на техническое содержание.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и безопасности функционирования устройства для управления движением на железнодорожном переезде и снижении расходов на его техническое содержание.
Технический результат достигается тем, что устройство для управления движением на железнодорожном переезде, содержащее по обе стороны от железнодорожного переезда рельсовые цепи участков приближения и удаления, а на каждом железнодорожном пути железнодорожного переезда установлен датчик фиксации проследования колесных пар поездов, прикрепленный к рельсам участка удаления, при этом выход датчика через блок обработки сигнала соединен с соответствующим входом блока контроля и управления, силовые выходы которого соединены с исполнительным устройством железнодорожного переезда, согласно предложению снабжено путевым приемопередатчиком, порт данных которого соединен с портом данных блока контроля и управления, при этом путевой приемопередатчик через цифровой канал радиосвязи соединен с приемопередатчиком бортового устройства управления локомотивом.
На чертеже представлена структурная схема устройства для управления движением на железнодорожном переезде.
Устройство для управления движением на железнодорожном переезде содержит по обе стороны от железнодорожного переезда 1 рельсовые цепи 2 участков приближения и удаления, а на каждом железнодорожном пути железнодорожного переезда 1 установлен датчик 3 фиксации проследования колесных пар поездов 4, прикрепленный к рельсам участка удаления, при этом выход датчика 3 через блок 5 обработки сигнала соединен с соответствующим входом блока 6 контроля и управления, силовые выходы которого соединены с исполнительным устройством 7 железнодорожного переезда, путевой приемопередатчик 8 своим портом данных соединен с портом данных блока 6 контроля и управления, при этом путевой приемопередатчик 8 через цифровой канал 9 радиосвязи соединен с приемопередатчиком 10 бортового устройства 11 управления локомотивом поезда 4.
Устройство для управления движением на железнодорожном переезде работает следующим образом.
При приближении к переезду 1 поездов 4, оборудованных современными бортовыми устройствами 11 управления (например, КЛУБ-У), их локомотивные приемопередатчики 10 устанавливают сеанс связи с путевым приемопередатчиком 8 по цифровому каналу 9 радиосвязи. Момент начала установления связи определяется бортовыми устройствами 11 управления поездов 4, имеющими информацию о координате местонахождения локомотива, о коде пути следования и о скорости движения своего поезда 4, а также о координате местонахождения очередного по ходу движения переезда 1 и кодовый адрес для связи с его путевым приемопередатчиком 8. При подготовке каждого поезда 4 к отправлению на маршрут данные о координатах и кодовых адресах заносятся в электронную память бортовых устройств 11 управления поездов 4 вместе с заданием маршрута движения.
При появлении колеса движущегося поезда над датчиком 3 фиксации проследования колесных пар поездов датчик 3 вырабатывает сигналы, несущие информацию о скорости и направлении движения движущегося к переезду поезда, что и является основным средством оптимизации времени открытия переезда. Каждый датчик 3 подключен к блоку 5 обработки сигналов, обрабатывающему выходной сигнал датчика и формирующему аппаратно-программными средствами выходные сигналы, поступающие на вход блока 6 контроля и управления, который на основе информации о времени (скорости) движения колеса над датчиком и направлении движения поезда формирует управляющие сигналы исполнительному устройству 7 на открытие шлагбаума и включение зеленого сигнала светофора, разрешающего переезд.
При наличии на локомотиве бортового устройства 11 управления и приемопередатчика 10 и успешном радиообмене данными между путевым приемопередатчиком 8 и локомотивным приемопередатчиком 10 поезда 4 время закрытого состояния железнодорожного переезда 1 сокращается и определяется следующими обстоятельствами.
Во-первых, передаваемая с поезда 4 в блок 6 контроля и управления информация о количестве осей в составе поезда 4, его направлении движения, а также кода пути обеспечивает возможность открытия железнодорожного переезда 1 через малый интервал времени после проследования в полном составе поездом 4 датчика 3 фиксации проследования колесных пар. Блок 6 контроля и управления реализует эту возможность при условии совпадения количества осей, прошедших над датчиком 3 фиксации проследования колесных пар, с числом осей данного поезда 4, информация о которых была передана по цифровому каналу 9 радиосвязи.
Во-вторых, на основании данных бортового устройства 11 управления о скорости движения и местоположении поезда 4 в аппаратуре управления железнодорожным переездом 1 формируется расчетное время удаления поезда от переезда, на основании которого формируется сигнал и оптимальное время открытия железнодорожного переезда 1.
При движении поезда по участку приближения по правильному пути для работы сигнализации железнодорожного переезда 1 основной является информация приемопередатчика 10 локомотива 4 на закрытие переезда 1. Дополнительной (подтверждающей) является показание рельсовой цепи 2 о шунтировании рельсов и появлении красного (запрещающего) сигнала на участке приближения.
При движении поезда по участку удаления основными являются сигналы датчика 3, обработанные в блоке 5 обработки сигналов и переданные в блок 6 контроля и управления для формирования управляющего воздействия на сигнализацию железнодорожного переезда 1 об открытии на нем движения. Информация о количестве осей с датчика 3 фиксации проследования колесных пар, обработанная в блоке 5 обработки сигналов, сравнивается в блоке 6 контроля и управления с информацией о количестве осей, переданных приемопередающим устройством 10 локомотива. При совпадении количества осей подается сигнал на открытие переезда. При несовпадении количества осей переезд остается закрытым до появления сигнала о свободности рельсовой цепи на участке удаления. Если рельсовая цепь свободна, блок 6 контроля и управления через приемопередатчик 8, цифровой канал 9 радиосвязи и локомотивный приемопередатчик 10 запрашивает у бортового устройства 11 управления информацию о количестве осей удаляющегося поезда. При подтверждении первоначального количества осей блок 6 контроля и управления подает сигнал о возможности открытия шлагбаума.
При движении поезда по неправильному пути (осуществление временного движения в обратном направлении) основной для работы сигнализации железнодорожного переезда остается информация бортового устройства управления локомотива, а подтверждающей (при приближении поезда к переезду) - сигналы датчика фиксации проследования колесных пар. При удалении поезда основной является информация бортового устройства управления локомотивом, подтвержденная сигналами рельсовых цепей.
Путевой приемопередатчик 8, в сравнении с датчиками 3 фиксации проследования колесных пар, имеет лучшую надежность, так как не содержит конструктивных элементов, работающих в сложных эксплуатационных условиях рельсового пути. Поэтому наличие в заявляемом устройстве для каждого пути только одного датчика 3 фиксации проследования колесных пар, по сравнению с аналогами и прототипом, повышает надежность путевой аппаратуры. Использование предлагаемого устройства снижает стоимость текущего содержания устройств и упрощает процесс оборудования и модернизации. В ряде случаев, схема путевого приемопередатчика 8 может быть построена на основе интегральных модулей приемопередатчиков маломощной цифровой радиосвязи, которые имеют низкую стоимость, сопоставимую со стоимостью одного датчика 3 фиксации проследования колесных пар, и при этом обеспечивают дальность радиосвязи до 2 км. Их применение позволяет получить дополнительный выигрыш в стоимости и габаритах устройства.