СИСТЕМА ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ

Полезная модель относится к средствам железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначена для обеспечения безопасности движения поездов при восстановлении движения на участках железных дорог в чрезвычайных ситуациях.
Известна система интервального регулирования движения поездов для малодеятельных участков железных дорог, состоящая из установленных на железнодорожных станциях блоков устройств централизации стрелок и сигналов и блоков полуавтоматической блокировки, соединенных между собой линейной цепью, причем блоки полуавтоматической блокировки через блоки увязки подключены к блокам устройств централизации стрелок и сигналов соответствующей станции (Системы интервального движения поездов / А.А.Казаков, В.Д.Бубнов, Е.А.Казаков: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1986 г., с.369-377).
Недостатком известной системы интервального регулирования движения поездов являются ограниченные функциональные возможности. Известная система не обеспечивает автоматический контроль свободности межстанционных перегонов от железнодорожного подвижного состава. Этот контроль выполняет дежурный по железнодорожной станции прибытия путем проверки наличия всех вагонов в прибывшем поезде.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является система интервального регулирования движения поездов, содержащая центральный пункт управления, установленные на железнодорожных станциях контролируемые пункты с размещенным на каждом из них блоком устройств поста электрической централизации стрелок и сигналов, соединенным с блоком устройств телеуправления и телесигнализации, линию связи, соединенную с блоками устройств телеуправления и телесигнализации центрального пункта управления и контролируемых пунктов, при этом на центральном пункте управления размещен блок стационарной ЭВМ автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, соединенный через блок интерфейсного модуля с соответствующим блоком устройств телеуправления и телесигнализации, причем на каждом из локомотивов, вовлеченных в данную систему управления движением поездов, имеется блок бортовой ЭВМ с подключенными к нему блоком бортового радиомодема цифрового радиоканала связи, соединенного с бортовым антенным блоком цифрового радиоканала связи, и блоком бортового приемника спутниковой навигационной системы, соединенного с антенным блоком спутниковой навигационной системы, при этом на центральном пункте управления и на всех контролируемых пунктах размещены блоки стационарных радиомодемов цифрового радиоканала связи, соединенные со стационарными антенными блоками цифрового радиоканала связи, блоки контроллеров, соединенные своими первыми портами с блоками стационарных радиомодемов цифрового радиоканала связи, при этом блок контроллера на центральном пункте управления своим вторым портом подключен к блоку стационарной ЭВМ автоматизированного рабочего места поездного диспетчера (RU №2388637, B61L 27/04, опубл. 10.05.2010).
Данная система имеет два недостатка. Во-первых, известная система имеет ограниченные функциональные возможности, так как не обеспечивает автоматический контроль свободности межстанционных перегонов от железнодорожного подвижного состава, которые по экономическим соображениям не оборудуются соответствующими техническими средствами: автоматической блокировкой или устройствами счета осей. Во-вторых, она является весьма сложной, что обуславливает экономическую нецелесообразность ее применения для интервального регулирования движения поездов на малодеятельных участках железных дорог.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей и уменьшение сложности системы интервального регулирования движения поездов при восстановительных работах в чрезвычайных ситуациях.
Технический результат достигается тем, что в систему интервального регулирования движения поездов, содержащую размещенные на железнодорожных станциях блоки устройств централизации стрелок и сигналов (одну или несколько мобильных ЭЦ), блоки стационарных радиомодемов цифрового радиоканала связи, соединенные со стационарными антенными блоками цифрового радиоканала связи и блоки контроллеров, соединенные своими первыми портами с блоками стационарных радиомодемов цифрового радиоканала связи, а также размещенные на каждом из локомотивов, вовлеченных в данную систему интервального регулирования движения поездов, блок бортовой ЭрМ с подключенными к нему блоком бортового радиомодема цифрового радиоканала связи, соединенным с бортовым антенным блоком цифрового радиоканала связи, и блоком бортового приемника спутниковой навигационной системы, соединенным с антенным блоком спутниковой навигационной системы, введены блоки полуавтоматической блокировки, установленные на соседних железнодорожных станциях, соединенные между собой линейной цепью, и блоки увязки, через которые блоки полуавтоматической блокировки подключены к блокам устройств централизации стрелок и сигналов, которые подключены к вторым портам блоков контроллеров, третьи порты которых подключены к блокам полуавтоматической блокировки соответствующих железнодорожных станций.
Таким образом, расширение функциональных возможностей заявляемой полезной модели достигается включением в нее новых функциональных блоков и соответствующих им связей, отсутствующих в прототипе, а уменьшение сложности - отказом от использования в ней средств диспетчерского управления, имеющихся в прототипе, а также организация движения при нарушениях функционирования автоблокировки.
Структурная схема заявляемой системы интервального регулирования движения поездов представлена на чертеже.
Система интервального регулирования движения поездов содержит размещенные на железнодорожных станциях 1 и 2 блоки 3 устройств централизации стрелок и сигналов, блоки 4 стационарных радиомодемов цифрового радиоканала связи, соединенные с стационарными антендыми блоками 5 цифрового радиоканала связи и блоки 6 контроллеров, соединенные своими первыми портами с блоками 4 стационарных радиомодемов цифрового радиоканала связи.
На каждом из локомотивов 7, вовлеченных в данную систему интервального регулирования движения поездов, размещен блок 8 бордовой ЭВМ с подключенными к нему блоком 9 бортового радиомодема цифрового радиоканала связи, соединенным с бортовым антенным блоком 10 цифрового радиоканала связи, и с блоком 11 бортового приемника спутниковой навигационной системы, соединенным с антенным блоком 12 спутниковой навигационной системы.
На железнодорожных станциях 1 и 2 размещены также блоки 13 полуавтоматической блокировки, соединяемые между собой линейной цепью 14, и блоки 15 увязки, через которые блоки 13 полуавтоматической блокировки подключены к блокам 3 устройств централизации стрелок и сигналов, которые в свою очередь подключены к вторым портам блоков 6 контроллеров, третьи порты которых подключены к блокам 13 полуавтоматической блокировки соответствующих железнодорожных станций.
Позицией 16 на чертеже обозначены дежурные по железнодорожным станциям 1 и 2 (ДСП).
В заявляемой системе интервального регулирования движения поездов в качестве блоков 3 совместно с мобильным комплексом устройств централизации стрелок и сигналов могут использоваться стрелочные централизаторы, релейные электрические централизации (Системы интервального движения поездов / А.А.Казаков, В.Д.Бубнов, Е.А.Казаков: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1986 г., с.357-369, рис.14.10-14.14), а также релейно-процессорные централизации, например, типа ЭЦ-МПК (Микропроцессорные системы централизации: Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта / Вл.В.Сапожников, В.А.Кононов, С.А.Куренков, О.А.Наседкин, А.Б.Никитин, А.А.Прокофьев, М.С.Трясов.; Под ред. Вл.В.Сапожникова. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте». 2008, с.260-293, рис.5.1-5.18).
В качестве блоков 13 полуавтоматической блокировки и линейной цепи 14 в заявляемой системе интервального регулирования движения поездов могут использоваться соответственно устройства полуавтоматической блокировки и линейная цепь релейной полуавтоматической блокировки проектного института «Гипротранссигналсвязь» типа РПБ-4 (Системы интервального движения поездов / А.А.Казаков, В.Д.Бубнов, Е.А.Казаков: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1986 г., с.369-377, рис.14.2, 14,3, 14.4 и 14.10).
В качестве блоков 15 увязки в заявляемой системе могут быть использованы схемы увязки устройств релейной полуавтоматической блокировки с устройствами перечисленных выше систем централизации стрелок и сигналов (Системы интервального движения поездов / А.А.Казаков, В.Д.Бубнов, Е.А.Казаков: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1986 г., с.362-377, рис.14.11-14.19).
Система интервального регулирования движения поездов функционирует следующим образом.
Информация о географической ординате нахождения локомотива 7 на участке железной дороги, то есть о местоположении «головы» ведомого им поезда, непрерывно поступает на борт локомотива не менее чем от трех спутников системы навигации «ГЛОНАС» или GPS по соответствующему спутниковому радиоканалу (не показаны на чертеже).
Эти сигналы через антенный блок 12 спутниковой навигационной системы и блок 11 бортового приемника спутниковой навигационной системы поступают в блок 8 бортовой ЭВМ локомотива 7, которая их установленным образом обрабатывает и запоминает.
В энергонезависимых запоминающих устройствах блоков 6 контроллеров железнодорожных станций 1 и 2 хранятся географические ординаты контрольных точек путевого плана станций, которые необходимы для определения фактической длины проходящих поездов.
При свободности перегона между станциями 1 и 2 от железнодорожного подвижного состава, выходные светофоры, ограждающие этот перегон на обеих станций (не показаны на чертеже), не заблокированы, и любая станция может являться как станцией отправления, так и станцией приема поезда.
При необходимости отправить поезд, например, со станции 1 на станцию 2, ДСП 16 станции 1 запрашивает соответствующее разрешение у ДСП 16 станции 2. В случае согласия принять поезд, ДСП 16 станции 2 через органы управления блоком 13 полуавтоматической блокировки (не показаны на чертеже) посылает на станцию 1 сигнал «Дача согласия». Этот сигнал по линейной цепи 14 передается в блок 13 полуавтоматической блокировки станции 1 и отображается средствами его индикации (не показаны на чертеже).
ДСП 16 станции 1, зафиксировав сигнал «Дача согласия», готовит маршрут отправления поезда на перегон между станциями 1 и 2. Если на станции 1 отправления используется стрелочный централизатор, то перевод стрелок по маршруту и изъятия соответствующих ключей из замков стрелочных переводов осуществляют стрелочники. Если на станции 1 отправления используются релейная электрическая централизация или релейно-процессорная централизация стрелок и сигналов, то стрелки по маршруту отправления поезда могут переводиться как автоматически, так и индивидуально ДСП 16 этой станции.
Так как выходной светофор с пути, на котором находится отправляющийся на перегон между станциями 1 и 2 поезд, не заблокирован, то после замыкания стрелок в маршруте отправления, этот светофор открывается, после чего поезд может отправляться. После проследования локомотивом 7 выходного светофора станции 1, он перекрывается, а этот светофор и все остальные выходные светофоры станции 1 отправления, ограждающие перегон между станциями 1 и 2 блокируется. Разблокирование выходных светофоров на станции 1, ограждающих перегон между станциями 1 и 2, будет произведено по сигналу «Прибытие поезда в полном составе», присылаемому со станции 2 приема.
В момент открытия выходного светофора блок 3 централизации стрелок и сигналов станции 1 через блок 15 увязки, блок 13 полуавтоматической блокировки и линейную цепь 14 посылает на станцию 2 сигнал «Отправление поезда». Этот сигнал воспринимается блоком 13 полуавтоматической блокировки 13 станции 2 и отображается средствами его индикации (не показаны на чертеже).
ДСП 16 станции 2 приема, зафиксировав сигнал «Отправление поезда», готовит маршрут приема поезда. Подготовка маршрута приема поезда производится в зависимости от вида централизации стрелок и сигналов станции приема, аналогично установке маршрута отправления на станции 1.
Со станции отправления, в данном случае - станции 1, в момент освобождения поездом соответствующего датчика, например, последней рельсовой цепи приемоотправочного пути, блок 3 устройств централизации стрелок и сигналов железнодорожной станции 1 через блок 6 контроллера, блок 4 стационарного радиомодема цифрового радиоканала связи и стационарный антенный блок 5 цифрового радиоканала связи, посылает в радиоэфир телеграмму, адресованную локомотиву 7 поезда, следующего к станции 2 приема, в которой указана географическая ордината соответствующей контрольной точки маршрута отправления. Такой точкой может быть, например, изолирующий стык, отделяющий рельсовую цепь приемоотправочного пути, с которого отправлялся поезд, от смежной секции в маршруте его отправления (не показаны на чертеже).
Раиотелеграмма, отправленная со станции 1 отправления, через антенный блок 10 цифрового радиоканала и блок 9 бортового радиомодема цифрового радиоканала связи поступает в блок 8 бортовой ЭВМ локомотива 7. Блок 8 бортовой ЭВМ после расшифровки и соответствующей обработки этой телеграммы, определяет фактическую длину отправившегося со станции 1 поезда путем вычитания из географической ординаты текущего местоположения локомотива 7, полученной по радиоканалу спутниковой навигации, ординаты соответствующей контрольной точки, полученной по цифровому радиоканалу со станции 1 отправления.
Используемый в настоящее время на железнодорожном транспорте радиоканал диапазона 160 МГц обеспечивает возможность цифровой связи в пределах до 20 километров (RU №2388637, B61L 27/04, опубл. 10.05.2010). Это расстояние является достаточным для устойчивого радиообмена информацией между бортовыми блоками 9 и 10 цифрового радиоканала локомотивов 7 и стационарными блоками 4 и 5 цифрового радиоканала станций 1 отправления и станции 2 приема поездов, в зоне которых в соответствующие моменты будет находиться локомотив 7.
Данные о фактической длине поезда, рассчитанные в момент его отправления со станции 1, хранятся в памяти блока 8 бортовой ЭВМ локомотива 7 до момента отправления этого поезда со следующей станции 2 по ходу его движения.
Такой порядок определения фактической длины поезда учитывает возможность изменения первоначальной длины поезда вследствие штатной отцепки от него вагонов на станции 1 отправления.
ДСП 16 станции 2 прибытия после замыкания стрелок в маршруте приема поезда открывает входной светофор этой станции (не показан на чертеже).
Контроль полносоставности прибывшего на станцию приема 2 поезда, то есть свободности перегона между станциями 1 отправления и станции 2 приема от железнодорожного подвижного состава, в заявляемой системе организации движения поездов осуществляется следующим образом.
На станции приема, в данном случае - станции 2, блок 3 централизации стрелок и сигналов фиксирует освобождение поездом соответствующего датчика, например, последней рельсовой цепи перед приемоотправочным путем, на который принимается поезд (не показаны на чертеже). Сигнал об этом эксплуатационном событии немедленно поступает в блок 6 контроллера. Блок контроллера 6 станции 2 приема через блок 4 стационарного радиомодема цифрового радиоканала связи и стационарный антенный блок 5 цифрового радиоканала связи посылает в рариоэфир телеграмму, адресованную локомотиву 7 поезда, прибывшего на заданный путь этой станции, с указанием географической ординаты соответствующей контрольной точки маршрута приема. Такой точкой может служить, например, изолирующий стык рельсовой цепи, отделяющий эту рельсовую цепь от станционного пути, на который прибывает поезд.
Эта телеграмма через антенный блок 10 цифрового радиоканала и блок 9 бортового радиомодема цифрового радиоканала связи поступает в блок 8 бортовой ЭВМ локомотива 7. Блок 8 бортовой ЭВМ, после расшифровки и обработки данных телеграммы, поступившей со станции 2 приема, определяет фактическую длину прибывшего поезда путем вычитания из географической ординаты текущего местоположения локомотива 7, полученной по радиоканалу спутниковой навигации, географической ординаты контрольной точки, полученной по цифровому радиоканалу со станции приема 2.
Далее блок 8 бортовой ЭВМ локомотива 7 сравнивает длину поезда, рассчитанную ранее при его отправлении со станции 1, с фактической длиной поезда, прибывшего на станцию 2 приема. Если эти длины совпадают с допустимой погрешностью, то блок 8 бортовой ЭВМ локомотива 7 формирует радиотелеграмму о прибытии поезда на станцию 2 приема в полном составе, которая адресуется устройствам цифрового радиоканала этой станции, то есть ее блокам 5 и 4.
Полученная от прибывшего на станцию 2 локомотива 7 телеграмма расшифровывается блоком 6 контроллера этой станции, который формирует на своем третьем порту сигнал «Прибытие поезда в полном составе». Сигнал «Прибытие поезда в полном составе» через блок 13 полуавтоматической блокировки станции 2 отправления, линейную цепь 14, блок 13 полуавтоматической блокировки и блок 15 увязки станции 1 отправления поступает в блок 3 устройств централизации стрелок и сигналов этой станции.
По сигналу «Прибытие поезда в полном составе» в блоке 3 устройств централизации стрелок и сигналов станции 1 отправления снимается блокировка с выходных светофоров этой станции, ограждающих перегон между станциями 1 и 2. После этого со станции отправления 1 в сторону станции 2 может быть отправлен следующий поезд, так как перегон между этими станциями свободен от железнодорожного подвижного состава.
При отправлении поездов с железнодорожной станции 2 в сторону железнодорожной станции 1 система интервального регулирования движения поездов работает аналогично.
Достоверность информации, передаваемой по цифровому радиоканалу, обеспечивается теми же методами, что и в прототипе, то есть протоколом связи и известными принципами построения ответственных устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, такими как дублирование аппаратных и программных средств, объединением дублированных каналов через безопасные схемы контроля (см. Методы построения безопасных микроэлектронных систем железнодорожной автоматики / Сапожников Вл.В., Христов Х.А., Гавзов Д.В. / Под ред. Вл.В.Сапожникова. - М.: Транспорт, 1995. - 272 с.).
Достоверность передачи ответственного сигнала «Прибытие поезда в полном составе» со станции приема на станцию отправления обеспечивается блоками 15 увязки, блоками 13 полуавтоматической блокировки и линейной цепью 14, не имеющих опасных отказов.
Таким образом, введение в систему регулирования движения поездов блоков полуавтоматической блокировки, установленных на железнодорожных станциях, соединенных между собой линейной цепью, и блоков увязки, через которые блоки полуавтоматической блокировки подключены к блокам устройств централизации стрелок и сигналов соответствующих станций, подключение блоков централизации стрелок и сигналов к вторым портам блоков контроллеров, и подключение третьих портов контроллеров к блокам полуавтоматической блокировки соответствующих железнодорожных станций, увеличило функциональные возможности заявляемой системы, так как оно позволило автоматически контролировать свободность перегонов при нарушении действия автоблокировки, которые не целесообразно по экономическим причинам оборудовать средствами контроля свободности перегонов от железнодорожного подвижного состава. Отказ от использования в заявляемой полезной модели средств диспетчерского управления, упростил систему интервального регулирования движения поездов, чем обеспечил экономическую эффективность ее использования на малодеятельных участках железных дорог.