СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДОВ

Система защиты железнодорожных переездов относится к средствам безопасности движения в местах пересечения железнодорожных путей автомобильным транспортом.
В настоящее время является актуальной задачей проблема организации мест безопасного пересечения автомобильных и железных дорог путем контроля работоспособности и управления всеми устройствами СЦБ: светофорами, акустической сигнализацией, шлагбаумами всех типов, устройствами заграждения переезда и заградительными светофорами.
Известно устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах, содержащее видеокамеры, размещенные с разных сторон железнодорожного переезда и связанные с блоком управления режимом работы видеокамер, который в свою очередь связан с блоком управления работой переездной сигнализации и с передатчиком сигналов видеокамер, последний по каналу связи подключен к приемнику, установленному в помещении дежурного по станции, выход которого связан с компьютером, подключенным к мониторам и к устройству видеозаписи, на переезде установлены оптические датчики, связанные с блоком определения усредненных параметров освещенности и контрастности, и блок записи и хранения эталонного сигнала, выходы указанных блоков связаны с блоком управления режимом работы видеокамер, а передатчик сигналов видеокамер по каналу связи подключен к приемнику, установленному на рельсовом транспортном средстве, выход которого связан с компьютером, к которому подключен блок обнаружения препятствий, связанный в свою очередь с мониторами и блоком регистрации препятствия, выход последнего связан с блоком управления исполнительными механизмами, в помещении дежурного по станции дополнительно установлены блок выделения препятствия, связанный с компьютером и мониторами и блоком регистрации аварийной ситуации, выходы последнего подключены к блоку управления исполнительными механизмами и блоку передачи информации об источнике опасности (патент РФ на изобретение №2284939, B61L 29/00).
Известна система для предотвращения аварий на железнодорожных путях, содержащая размещенную в районе потенциально опасного участка железнодорожного пути, например опасной зоны железнодорожного переезда, аппаратуру наблюдения и оповещения, в состав которой входят видеопроцессорная подсистема обработки и регистрации изображений, блок тревожной сигнализации, вход которого подключен к первому выходу видеопроцессорной подсистемы обработки и регистрации изображений, и передающая часть подсистемы беспроводной связи, аудиовход которой подключен к выходу блока тревожной сигнализации, а также установленную в поезде аппаратуру, в состав которой входят аппаратура блокирования движения поезда, звуковой оповещатель и приемная часть подсистемы беспроводной связи, аудиовыход которой подключен к входу звукового оповещателя, при этом видеопроцессорная подсистема обработки и регистрации изображений содержит первую и вторую видеокамеры, установленные таким образом, чтобы в их поле зрения попадал потенциально опасный участок железнодорожного пути, процессор видеоизображений, первый выход которого подключен к входу регистратора изображений, а второй выход - к входу решающего устройства, выход которого является первым выходом видеопроцессорной подсистемы обработки и регистрации изображений, а также последовательно соединенные таймер, вход запуска которого подключен к выходу решающего устройства, блок управления видеокамерами, ко второму входу которого подключен датчик освещенности, и блок подсветки, выполненный с возможностью освещения всего потенциально опасного участка железнодорожного пути, при этом второй и третий выходы блока управления видеокамерами подключены к управляющим входам соответственно первой и второй видеокамер, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым видеовходами процессора видеоизображений, синхронизирующий вход которого подключен ко второму выходу таймера, передающая и приемная части подсистемы беспроводной связи выполнены в виде соответственно передатчика и приемника видеоизображений с голосовым сопровождением, при этом видеовход передатчика видеоизображений с голосовым сопровождением подключен ко второму выходу видеопроцессорной подсистемы обработки и регистрации изображений, которым является второй выход процессора видеоизображений, а в состав аппаратуры, установленной в поезде, введен видеомонитор, который размещен таким образом, чтобы его экран находился бы в поле зрения машиниста, вход видеомонитора подключен к видеовыходу приемника видеоизображений с голосовым сопровождением, а аппаратура блокирования движения поезда выполнена управляемой машинистом (патент РФ на изобретение №2295470, B61L 29/00 G08B 25/10; H04N 7/18).
Известно устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах, содержащее оборудование, устанавливаемое на переезде: блок включения передатчика сигнала торможения и приемопередатчика сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, подключенный к блоку обнаружения препятствия и блоку передачи информации о нарушении безопасности движения, и оборудование, устанавливаемое на автотранспортном средстве: антенну, подключенную к приемнику, связанному посредством блока декодирования с блоком управления движением, который в свою очередь через блок согласования связан с сигнализатором опасности и исполнительным механизмом управления тормозами, отличающееся тем, что в состав оборудования на переезде дополнительно введены: блок считывания параметров транспортного средства, блок управления режимом работы видеокамер, видеокамеры, блок хранения информации о препятствии, блок трансляции аварийной информации, а в состав оборудования транспортного средства -схема регистрации сигнала торможения и определения направления движения, схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения, блок ввода индивидуальных параметров, блок записи и хранения параметров движения, схема аварийной сигнализации, блок идентификации, причем в оборудовании, устанавливаемом на переезде, блок включения соединен с передатчиком сигнала торможения и приемопередатчиком сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, каждый из которых соединен с направленными антеннами, размещаемыми определенным образом в зоне переезда, приемопередатчик сигнала обнаружения объекта и разрешения движения подключен также к блоку считывания информации и к блоку обнаружения препятствия, выходы двух указанных блоков подключены также к блоку управления режимом работы видеокамер, размещаемых по разные стороны от переезда, блоку хранения информации о препятствии, который в свою очередь связан с блоком трансляции аварийной информации, непосредственно на автотранспортном средстве схема регистрации сигнала торможения и определения направления движения и схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения подключены к блоку управления торможением транспортного средства, к которому подключены также блок ввода индивидуальных параметров, блок записи и хранения параметров движения, и через блок согласования - исполнительный механизм торможения, сигнализатор аварийной ситуации, схема аварийной сигнализации, блок идентификации, выход которого связан со схемой регистрации сигнала нарушения безопасности движения (патент РФ на изобретение №2330774, B61L 29/00)
Известно устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожном переезде, содержащее видеокамеры, установленные на разных сторонах железнодорожного переезда, блок управления поездной сигнализацией, блок регистрации поезда, блок записи и хранения эталонного сигнала, блок определения параметров препятствия, блок анализа ситуации, передатчик, предающий управляющий сигнал на приемник локомотива, сигнал с видеокамер поступает на вход блока обработки сигнала, связанного с блоком определения параметров препятствия, выходы блоков регистрации поезда и определения параметров препятствия связаны с блоком анализа ситуаций, который в свою очередь связан с передатчиком сигнала на локомотив, связанный по радиоканалу с установленным на локомотиве приемником, который, в свою очередь, последовательно связан с монитором и блоком регистрации аварийных ситуаций, а видеокамеры расположены таким образом, что в области их видимости находится не только сам переезд (пересечение автомобильной дороги и железнодорожных путей), но и подъезды к нему, что позволяет осуществлять контроль и анализ появления автомобилей и других транспортных средств, являющимися потенциальными причинами возникновения аварийных ситуаций (патент РФ на полезную модель №94202, B61L 29/00) - ПРОТОТИП.
Технической задачей полезной модели является повышение уровня безопасности движения железнодорожного и автомобильного транспорта на железнодорожных переездах.
С этой целью предлагается система защиты железнодорожных переездов, содержащая переездные светофоры А и Б, первый, второй, третий и четвертый электромеханические устройств заграждения (ЭУЗ), блок обнаружения препятствий (БОП), речевой информатор (РИ), первый и второй рупорные громкоговорители (РГ), первую и вторую видеокамеры (ВК) наружной установки, путевую разветвительную коробку (ПРК), блок передачи видеосигналов (БПВ), модуль сбора данных (МСД), пульт дежурного оператора (ПДО), реле нормализации (РН), реле тревоги (РТ), устройство отображения информации диагностическое (УОИД), блок вывода информации (БВИ), щиток местного управления (ЩМУ), видеомонитор дежурного оператора (ВДО), видеодетектор (ВД), блок приемников видеосигнала (БПрВ), пост дежурного оператора (Пост ДО)на ближайшей железнодорожной станции, отличающаяся тем, что в нее введены первый, второй, третий и четвертый пункты счета осей (ПСО) подвижного состава (ПС), цепи управления приводами (ЦУП) ЭУЗ, цепи управления (ЦУ) переездными светофорами и акустическими излучателями и контроллер управления переездом (КУП), при этом первый вход-выход КУП соединен с входом-выходом ЩМУ, второй вход-выход КУП соединен с входом-выходом БВИ, третий вход-выход КУП соединен с первым входом-выходом МСД, четвертый вход-выход КУП соединен с первым входом-выходом ЦУ переездными светофорами и акустическими излучателями, пятый вход-выход КУП соединен с первым входом-выходом ПРК, первый выход КУП соединен с первым входом ЦУП ЭУЗ, второй выход КУП соединен с первым входом РИ, выход ЩМУ соединен со вторым входом ЦУП ЭУЗ, первый вход-выход которого через РТ соединен с первым входом-выходом ПДО, а второй вход-выход ЦУП ЭУЗ через РН соединен со вторым входом-выходом ПДО, а выход ЦУП ЭУЗ соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого ЭУЗ, второй и третий входы-выходы путевой ПРК соединены с входами-выходами первого и второго, третьего и четвертого ПСО соответственно, второй вход РИ соединен с выходом РТ, а первый и второй выходы РИ подключены к первому и второму РГ соответственно, первая и вторая ВК подключены к первому и второму соответственно входам БПВ, выход которого соединен с входом БПрВ, выход которого соединен с первым входом ВД, второй вход которого соединен с выходом ПДО, первый выход ВД подключен к ВДО, а второй выход ВД соединен с входом БВИ, выход которого соединен с входом УОИД, второй и третий входы-выходы МСД соединены с первым и вторым соответственно входами-выходами БОП, а четвертый вход-выход МСД соединен с выходами первого, второго, третьего и четвертого ЭУЗ, второй и третий входы-выходы ЦУ переездными светофорами подключены к переездным светофорам А и Б.
На чертеже показана схема системы защиты железнодорожных переездов, где
1 - железнодорожный путь (ЖДП);
2 - переездной светофор А;
3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 - первое, второе, третье и четвертое электромеханические устройства заграждения (ЭУЗ);
4 - переезд через ЖДП;
5 - блок обнаружения препятствий (БОП);
6.1 и 6.2 - первый и второй рупорные громкоговорители (РГ);
7.1 и 7.2 - первая и вторая видеокамеры наружной установки (ВК);
8 - переездной светофор Б;
9.1, 9.2, 9.3 и 9.4 - первый, второй, третий и четвертый пункты счета осей (ПСО) ПС;
10 - путевая разветвительная коробка (ПРК);
11 - цепи управления приводами (ЦУП) ЭУЗ;
12 - речевой информатор (РИ);
13 - блок передачи видеосигналов (БПВ);
14 - модуль сбора данных (МСД);
15 - ЦУ головками переездных светофоров и акустическими извещателями;
16 - реле нормализации (РН);
17 - реле тревоги (РТ);
18 - пульт дежурного оператора (ПДО);
19 - устройство отображения информации диагностическое (УОИД);
20 - блок вывода информации (БВИ);
21 - контроллер управления переездом (КУП);
22 - щиток местного управления (ЩМУ);
23 - видеомонитор дежурного оператора (ВДО);
24 - видеодетектор (ВД);
25 - блок приемников видеосигнала (БПрВ);
26 - пост дежурного оператора (Пост ДО) на ближайшей станции.
Описание системы защиты железнодорожных переездов в статике.
Первый вход-выход КУП 21 соединен с входом-выходом ЩМУ 22, второй вход-выход КУП 21 соединен с входом-выходом БВИ 20, третий вход-выход КУП 21 соединен с первым входом-выходом МСД 14, четвертый вход-выход КУП 21 соединен с первым входом-выходом ЦУ 15 переездными светофорами и акустическими излучателями, пятый вход-выход КУП 21 соединен с первым входом-выходом ПРК 10, первый выход КУП 21 соединен с первым входом ЦУП 11 ЭУЗ, второй выход КУП 21 соединен с первым входом РИ 12, выход ЩМУ 22 соединен со вторым входом ЦУП 11 ЭУЗ, первый вход-выход которого через РН 16 соединен с первым входом-выходом ПДО 18, а второй вход-выход ЦУП 11 ЭУЗ через РТ 17 соединен со вторым входом-выходом ПДО 18, а выход ЦУП 11 ЭУЗ соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4, второй и третий входы-выходы ПРК 10 соединены с входами-выходами первого и второго, третьего и четвертого ПСО 9.1, 9.2, 9.3 и 9.4 соответственно, второй вход РИ 12 соединен с выходом РТ 17, а первый и второй выходы РИ 12 подключены к первому и второму РГ 6.1 и 6.2 соответственно, первая и вторая ВК 7.1 и 7.2 подключены к первому и второму соответственно входам БВП 13, выход которого соединен с входом БПрВ 25, выход которого соединен с первым входом ВД 24, второй вход которого соединен с выходом ПДО 18, первый выход ВД 24 подключен к выходу ВДО 23, а второй выход ВД 24 соединен с входом БВИ 20, выход которого соединен с входом УОИД 19, второй и третий входы-выходы МСД 14 соединены с первым и вторым соответственно входами-выходами БОП 5, а четвертый вход-выход МСД 14 соединен с выходами первого, второго, третьего и четвертого УЭЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4, второй и третий входы-выходы ЦУ 15 переездными светофорами подключены к переездным светофорам А 2 и Б 8.
Система защиты железнодорожных переездов работает следующим образом.
Безопасность движения обеспечивается путем:
- ограждения зоны переезда 4 ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 после включения светофорной сигнализации;
- обеспечения автоматического контроля свободности зоны переезда 4 от транспортных средств, посторонних предметов, создающих угрозу безопасности движения приближающемуся к переезду поезду;
- обеспечения выезда транспортного средства из зоны переезда 4 после включения светофорной сигнализации, а также после подъема ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 на переезде 4 о приближении поезда;
- применения автоматического речевого оповещения участников движения на переезде 4 о приближении поезда до полного освобождения зоны переезда 4.
- применения автоматического речевого оповещения участников движения на переезде 4 об опасной ситуации;
- обеспечения видеонаблюдения за транспортной ситуацией на переезде 4 с удаленного поста 26 на ближайшей станции;
- обеспечения дистанционного управления техническими средствами переезда 4 с поста 26, а также обеспечения контроля технического состояния технических средств;
- применения автоматической видео регистрации событий на переезде 4 с архивированием и хранением зарегистрированных данных.
Для обеспечения указанной безопасности движения:
- в полотно автомобильной дороги устанавливают ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4;
- подъем ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 выполняют с задержкой после включения светофорной сигнализации, выдержку интервала задержки определяют по формуле:
tзу=Kv(Lпер+LТС)/VТС, с
где:,
Kv=3,6 - коэффициент перевода единиц измерения скорости из км/ч в м/с;
Lпер - расстояние между переездными светофорами, м;
LТС - максимальная длина ТС - 24 м;
VТС - минимальная разрешенная скорость движения ТС на переезде - 8 км/ч.
В рассматриваемом примере
tзу=3,6(18+24)/8=18,9 с.
Если зона переезда 4 остается занятой по истечении интервала задержки, то подъем ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 автоматически блокируется.
После освобождения поездом путевого участка зоны переезда 4 ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3 и 3.4 автоматически переводятся в нижнее положение.
Наличие транспортного средства в зоне железнодорожных путей 1 контролируется БОП 5 и ВД 24.
Контроль наличия транспортного средства осуществляется БОП 5, получающим сигналы от ВК 7.1 и 7.2, установленных на переезде 4. Речевое оповещение осуществляется РГ 6.1 и 6.2, установленными на опорах освещения переезда 4.
Транспортные средства, находящиеся в зоне переезда 4, отображаются на ВДО 23.
Одновременно БОП 5 и ВД 24 фиксируют наличие транспортных средств на ЖДП 1 со стороны переездного светофора 2 А и со стороны переездного светофора 8 Б.
Порядок работы при проследовании поезда.
В процессе работы устройств системы защиты железнодорожных переездов КУП 21 на переезде выполняет следующие функции:
- непрерывно контролирует состояние свободности/занятости участков приближения и путевого участка переезда 4 методом счета осей ПС;
- непрерывно контролирует текущее положение всех ЭУЗ 3 на переезде 4;
- получает и обрабатывает данные от БОП 5;
- передают соответствующие данные на ПДО 26 в БВИ 20.
БПВ 13 транслирует видеосигналы с ВК 7.1 и ВК 7.2 на ПДО в БПрВ 25.
На ПДО 26 БВИ 20 непрерывно управляет работой УОИД 19, на котором в режиме реального времени отображается текущее состояние устройств на переезде 4.
ВД 24 обрабатывает сигналы, полученные с ВК 7.1 и 7.2, определяет факт движения в зоне переезда 4 и передает соответствующие данные на ВДО 23 и в БВИ 20.
РГ 6.1 и РГ 6.2 готовы к воспроизведению звуковых фонограмм.
Транспортные средства (ТС), находящиеся в зоне переезда 4, отображаются на ВДО 23. Одновременно БОП 5 и ВД 24 фиксируют наличие ТС на ЖДП 1, и раздельно на каждом из примыкающих к ЖДП 1 участках автодороги со стороны светофора А 2 и со стороны светофора Б 8. Если БОП 5 фиксирует факт наличия неподвижного ТС, а ВД 24, при этом, фиксирует в зоне ЖДП 1 отсутствие движения, то УОИД 19 автоматически формирует короткий звуковой сигнал с целью привлечения внимания дежурного оператора.
При движении поезда в сторону железнодорожного переезда 4 в момент проследования головы поезда за первый 9.1 или четвертый 9.4 ПСО КУП 21 фиксирует занятие поездом соответствующего участок приближения к переезду 4 и формирует управляющие команды на включение переездной сигнализации. Указанные команды воспринимаются ЦУ 15 головками переездных светофоров и акустическими извещателями и РИ 12. ЦУ 15 включают в мигающем режиме работы красные огни переездных светофоров А 2 и Б 8, с акустическими извещателями. РИ 12 по средствам использования РГ 6.1, и РГ 6.2 формирует управляющие команды на включение речевого извещения участников движения на переезде 4 о приближении поезда.
зу
зу
Одновременно с фиксацией занятия поездом соответствующего участка приближения к переезду 4 КУП 21 начинает отсчет интервала времени t. По истечении времени t КУП 21 последовательно с интервалом 0,2 с формирует команды на подъем первого и четвертого ЭУЗ 3.1, 3.4, а затем, через 4-5 с, последовательно с интервалом 0,2 с формирует команды на подъем второго и третьего ЭУЗ 3.2, 3.3. Указанные команды воспринимаются ЦУП 11 ЭУЗ. ЦУП 11 ЭУЗ переводят соответствующие ЭУЗ в верхнее положение.
После освобождения поездом путевого участка переезда 4 КУП 21 последовательно, с интервалами 0,2 с, формирует команды на перевод в нижнее положение ЭУЗ 3.1, 3.2, 3.3, 3.4. После завершения перевода всех ЭУЗ в нижнее положение выключаются красные огни переездных светофоров и звуковая сигнализация.
Дежурный оператор имеет возможность переключить устройства системы защиты железнодорожных переездов в режим местного управления. При этом управление с ПДО 26 блокируется. В режиме местного управления дежурный оператор, находясь у ЩМУ 22, имеет возможность принудительно перевести ЭУЗ в нижнее положение или удерживать в нижнем положении путем нажатия и удержания соответствующих кнопок на лицевой панели ЩМУ 22 щитка.
В случае, если любое из ЭУЗ препятствует выезду ТС с зоны переезда 4, а также в случае возникновения неисправности дежурный оператор имеет возможность выключить устройства системы защиты железнодорожных переездов (переключение в режим Нормализация) путем нажатия соответствующей кнопки на ПДО 18 или ЩМУ 22. При этом после нажатия соответствующей кнопки включается РН 16. Контактами РН 16 формируются управляющие сигналы на перевод всех ЭУЗ в нижнее положение. После получения МСД 14 контроля нижнего положения всех ЭУЗ, устройства системы защиты железнодорожных переездов выключаются из зависимости. При этом устройства автоматической переездной сигнализации продолжают работу установленным порядком под управлением КУП 21.
Порядок работы при включенной светофорной сигнализации и наличии в зоне переезда движущихся транспортных средств
зу
Если по истечении интервала времени t после включения светофорной сигнализации, в зоне ЖДП 1 БОП 5 фиксирует ТС в зоне переезда 4, то КУП 21 задерживает формирование управляющих сигналов на подъем ЭУЗ 3.2 и ЭУЗ 3.3 до освобождения зоны переезда 4 ЖДП 1. Задержка подъема ЭУЗ обеспечивает возможность выезда ТС из зоны переезда 4.
Если БОП 5 фиксирует ТС над любой из ЭУЗ 3.1, ЭУЗ 3.2 или ЭУЗ 3.3, 17 ЭУЗ 3.4, то КУП 21 задерживает формирование управляющих команд на подъем ЭУЗ 3.1, ЭУЗ 3.2 или ЭУЗ 3.3, ЭУЗ 3.4 соответственно до освобождения ТС соответствующего ЭУЗ. Эта задержка необходима для исключения возможности повреждения ходовой части ТС, движущегося над ЭУЗ 3.1, ЭУЗ 3.2 или ЭУЗ 3.3, ЭУЗ 3.4 соответственно.
Порядок работы при включенной светофорной сигнализации и наличии в зоне переезда неподвижного транспортного средства
Если при включенной светофорной сигнализации БОП 5 фиксирует факт наличия неподвижного ТС, а ВД 24, при этом, фиксирует отсутствие движения в зоне переезда 4 ЖДП 1, то автоматически включается режим “Тревога!”. Дежурный оператор имеет возможность выключить режим “Тревога!” (например, в случае ложного срабатывания датчиков) путем нажатия и последующего отжатия одноименной кнопки на ПДО 18 или на ЩМУ 22.
В режиме “Тревога!” выключается РТ 17. Контактами реле РТ 17 включается речевое извещение участников движения об опасной ситуации на переезде 4, и формируется управляющая команда на перевод в нижнее положение ЭУЗ. Кроме того на ПДО 26 на экране УОИД 19 отображается соответствующая индикация и включается речевое оповещение.
В зависимости от текущей ситуации на переезде 4, дежурный оператор может в любой момент включить режим “Тревога!” принудительно путем нажатия одноименной кнопки на пульте ПДО 18 или на ЩМУ 22.