Система для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта
SYSTEM FOR DETERMINATION OF OPTIMUM STOPPING POINT OF HEAD CAR OF ELECTRIC TRAIN DEPENDING ON QUANTITY OF CARS IN ITS TRAIN AND SPECIFICITY OF STOPPING POINT

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано управляющим и оперативным персоналом преимущественно на железнодорожных направлениях, использующих электропоезда с разным количеством вагонов в составе, и на остановочных пунктах, имеющих специфическое расположение входов и выходов.
Известно техническое решение, направленное на создание транспортных коридоров на однопутной железнодорожной линии с двухпутными вставками. Это решение используется для построения графика движения пригородных электропоездов в условиях значительных пассажиропотоков, при этом место остановки электропоездов на двухпутных вставках (реперные точки) заранее обозначается эмпирическим путем, исходя из фиксированных границ рельсовых цепей. Границы рельсовых цепей при этом устанавливаются без учета наилучшего использования пропускной способности (RU 2391242, B61L 23/00, 10.06.2010)
В качестве прототипа принята система для управления рельсовым транспортным средством и определения его позиции на рельсовом пути, содержащая два токовихревых датчика обнаружения неоднородностей рельсового пути, подключенных к входам блока вычисления взаимной корреляции сигналов от датчиков с образцовыми сигналами, выход которого через блок масштабирования соединен с первым входом блока идентификации элементов рельсового пути, второй вход которого соединен с первым выходом блока памяти, второй выход блока памяти соединен со вторым входом вычислительного блока, первый вход которого подключен к выходу блока идентификации элементов рельсового пути. В систему введен приемник идентифицирующих кодовых сигналов, соединенный через дешифратор с третьим входом вычислительного блока, выход которого соединен с блоком управления движением рельсового транспортного средства. Вход приемника идентифицирующих кодовых сигналов индуктивно связан с электрическими рельсовыми цепями, каждая из которых включает в себя путевой передатчик идентифицирующего кодового сигнала и блок контроля свободности и исправности рельсового пути   (RU 2409492, B61L 25/04, 20.01.2011).
Определение координаты местонахождения рельсового транспортного средства основано на сравнении характеристических особенностей для множества различных типов рельсовых элементов, записанных в блоке памяти образцовых сигналов и координат элементов рельсового пути, с характеристическими особенностями сигналов от первого и второго токовихревых датчиков обнаружения неоднородностей рельсового пути. Сравнение позволяет идентифицировать тип элементов, над которыми последовательно во времени проходят датчики. Знание типа и порядкового номера элементов, встретившихся по пути следования рельсового транспортного средства, позволяет по карте, которая хранится в блоке памяти образцовых сигналов и координат элементов рельсового пути, определить позицию очередного и следующего ожидаемого элемента рельсового пути.
Однако данная система, хотя и способна определить положение подвижного состава, не может определить рациональное место остановки подвижного состава возле элемента пассажирской инфраструктуры.
В настоящее время определение места остановки первого вагона электропоезда относительно платформы осуществляется эмпирически с учетом требования возможности открытия всех дверей и выхода пассажиров именно на платформу. В результате на части платформ интервал попутного прибытия и неодновременного отправления электропоездов завышен из-за того, что граница рельсовой цепи находится в пределах длины платформы. Это снижает пропускную способность линии. Вместе с тем, существующая технология установки знака «Остановка первого вагона» не позволяет оптимально распределить пассажиропотоки относительно выходов и, как следствие, не позволяет осуществить их выход на платформу за минимальное время.
На пригородном железнодорожном транспорте, функционирующем в режиме частого прибытия поездов на платформы, знак «Остановка головного вагона» поставлен, исходя из тяговых расчетов, и его нахождение является фиксированным по отношению к месторасположению платформы.
Между тем, при прибытии серии поездов, населенность которых превышает 90%, при наличии местных топологических особенностей конкретных пригородных платформ (это могут быть оголовки выходов, вентиляционных шахт, малые архитектурные формы с излишеством и пр.) и при ограниченной пропускной способности элементов, удаляющих поток с платформы (двери, эскалаторы, лестничные марши и пр.), на данных платформах образуется избыточная плотность пассажиров, что в сочетании с противотоком пассажиров отправляющихся создает трудности при посадке/высадке на пригородные поезда.
Масштабы этих трудностей таковы, что часто на платформе при прибытии нового электропоезда останется не ушедший поток с предыдущего электропоезда. Это уже - риск сбоев как в графике движения, так и дополнительная опасность травмирования и одна из предпосылок совершения незаконных вмешательств в деятельность железнодорожного транспорта.
Между тем, современные системы СЦБ позволяют сделать адаптивным размер рельсовых цепей, в том числе, путем разъединения или объединения рельсовых цепей в одну цепь. Поэтому технически возможен переход к гибким принципам установки знака «Остановка головного вагона».
Разрабатываемая система предназначена для определения рационального положения данного знака, исходя из критерия минимального времени освобождения платформы от порции пассажиропотока при невозможности существенного изменения габаритов и положения (и/или мощностей) тех пассажирских обустройств, которые отвечают за удаление людей с платформы.
Технический результат заключается в повышении эффективности системы управления движением, обеспечивающей оптимальное использование пропускных и провозных способностей транспортной инфраструктуры и емкостей подвижного состава и минимизацию потерь времени на операции, не связанные с движением.
Технический результат достигается тем, что в систему для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта, содержащую вычислительный блок с подключенным к нему блоком памяти и клавиатурой и приемное устройство, согласно изобретению введены и подключены к вычислительному блоку блок формирования вариантов маршрута пропуска пассажиров по платформам, блок формирования вариантов расположения границ рельсовых цепей, блок формирования вариантов количества вагонов и координат электропоезда у платформы, а выходы этих блоков соединены с соответствующими входами блока моделирования пропуска пассажиропотока, выход которого подключен к входу блока формирования координаты оптимального места остановки головного вагона электропоезда, соединенного посредством канала связи с сервером, к которому подключен дополнительный блок памяти, посредством второго канала связи сервер соединен с вычислительным блоком, который подключен к входам монитора соответственно через блок формирования выходных форм и блок обработки и формирования характеристик нагрузки на объекты пассажирской инфраструктуры, на каждом выходе каждого остановочного пункта установлен счетчик количества пассажиров, подключенный к передающему устройству, которое по каналу радиосвязи соединено с приемным устройством, подключенным к вычислительному блоку.
На чертеже (фиг. 1) приведена структурная схема системы для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта.
Система для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта содержит вычислительный блок 1 с подключенным к нему блоком 2 памяти и клавиатурой 3 и приемное устройство 4, к вычислительному блоку 1 подключены блок 5 формирования вариантов маршрута пропуска пассажиров по платформам, блок 6 формирования вариантов расположения границ рельсовых цепей, блок 7 формирования вариантов количества вагонов и координат электропоезда у платформы, выходы этих блоков 5, 6 и 7 соединены с соответствующими входами блока 8 моделирования пропуска пассажиропотока, выход которого подключен к входу блока 9 формирования координаты оптимального места остановки головного вагона электропоезда, соединенного посредством канала связи с сервером 10, к которому подключен дополнительный блок 11 памяти, посредством второго канала связи сервер 10 соединен с вычислительным блоком 1, который подключен к входам монитора 12 соответственно через блок 13 формирования выходных форм и блок 14 обработки и формирования характеристик нагрузки на объекты пассажирской инфраструктуры, на каждом выходе каждого остановочного пункта установлен счетчик 15 количества пассажиров, подключенный к передающему устройству 16, которое по каналу радиосвязи соединено с приемным устройством 4, подключенным к вычислительному блоку 1.
Систему для определения оптимального места остановки головного вагона электропоезда в зависимости от количества вагонов в его составе и специфики остановочного пункта используют следующим образом.
На выходах остановочного пункта, принадлежащего владельцу железнодорожной инфраструктуры, установлены счетчики 15 количества пассажиров, проходящих по выходу (по количеству выходов на остановочном пункте). С периодом дискретизации 1 минута собирается информация о количестве прошедших пассажиров, которая поступает в передающее устройство 16 и по каналу радиосвязи поступает на вход приемного устройства 4 автоматизированного рабочего места работника соответствующей службы, принадлежащей владельцу инфраструктуры, ответственного за надежность выполнения графика движения поездов и транспортную безопасность в части пассажирских пригородных перевозок. Принятая и преобразованная приемным устройством 4 информация поступает в вычислительный блок 1 и записывается в блок 2 памяти. В дальнейшем эта информация используется для формирования в блоке 14 обработки и формирования характеристик нагрузки на объекты пассажирской инфраструктуры на данном остановочном пункте. Эта информация может быть выведена на монитор 12 и при необходимости скорректирована сотрудником с помощью клавиатуры 3.
Данная информация поступает на входы блока 5 формирования вариантов маршрута пропуска пассажиров по платформам, блока 6 формирования вариантов расположения границ рельсовых цепей и блока 7 формирования вариантов количества вагонов и координат электропоезда у платформы. В этих блоках производится интеллектуальная обработка данной информации и формируется три потока информации: о вариантах маршрута пропуска пассажиров по платформам, о формировании вариантов количества вагонов и координат электропоезда у платформы, о формировании вариантов расположения границ рельсовых цепей. Данные потоки информации поступают в блок 8 моделирования пропуска пассажиропотоков.
На фиг. 2 приведена блок-схема, поясняющая функционирование блока 8 моделирования пассажиропотоков.
Блок 8 моделирования пассажиропотоков учитывает координаты всех объектов на остановочных пунктах (двери, пассажирские обустройства и пр.), масштабные схемы платформ, тоннелей и пр. По поступившим потокам информации по платформам и основываясь на координатах, блок 8 моделирования составляет системы уравнений движения каждого пассажира по платформе, решает их численно и формирует набор данных, содержащий информацию о задержках пассажиров (в зависимости от степени детализации) в зависимости от различных вариантов расположения точки остановки головного вагона. Результаты моделирования из блока 8 поступают в блок 9 формирования координаты оптимального места остановки головного вагона электропоезда. Информация из блока 9 поступает на сервер 10 по каналам связи и далее записывается для хранения в блоке 11 памяти.
Из блока 11 памяти по запросу сотрудника автоматизированного рабочего места посредством вычислительного блока 1 и блока 13 формирования выходных форм вызывается соответствующий сценарий работы остановочных пунктов при той или иной транспортной нагрузке.
Данные сценарии используются работниками служб соответствующих владельцев инфраструктуры (пассажирский диспетчер, дежурный по станции, инженер - графист, инспектор отдела транспортной безопасности и пр.).
Таким образом, минимизация времени освобождения платформы происходит за счет введения блока моделирования пропуска пассажиропотока, который вычисляет времена проследования струй потока по платформе и инфраструктуре. Данные времена поступают на вход блока 9 формирования координаты оптимального места остановки головного вагона электропоезда, в котором производится расчет пассажиро-минут занятия платформы при том или ином месте остановки головного вагона. Данный функционал минимизируется и итоговый вариант используется в качестве основного.
Информация из блока 9 поступает для анализа оперативному персоналу в области пассажирских перевозок, а также специалистам по системам СЦБ, организации движения поездов, проектировщикам. В дальнейшем на основании этого решения производится корректировка длины рельсовых цепей, установка нового знака.
Следует заметить, что такие проблемы стали характерны и для действующих линий при подключении к ним нового транспортного источника. Решение может быть использовано и при интеграции с системами управления движением рода ETCS, а также при переходе к адаптивному принципу построения систем СЦБ с динамическими рельсовыми цепями.
За счет хранения обработанных случаев и способов их решения в блоке 11 памяти возможно создать систему обучения и выбора того или иного варианта перенастройки длин цепей при том или ином сценарии нагрузки на транспортную сеть.