СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ ПО ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ, ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ ТОННЕЛИ
TRAIN TRAFFIC CONTROL SYSTEM ON RAILWAY PASSING THROUGH TUNNELS

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в автоматизированных системах диспетчерского управления.
В системах управления движением поездов на железной дороге надежность функционирования поездных устройств обеспечивается тем, что принимаемые с пути кодовые сигналы аппаратурой головного вагона передаются по внутрипоездной линии связи в аппаратуру хвостового вагона, которая еще подключена к резервным катушкам индуктивной связи головного вагона. Аппаратура головного и хвостового вагонов работают параллельно, и аппаратура хвостового вагона обеспечивает все функции аппаратуры головного вагона, включая предупредительную сигнализацию и контроль заданного направления движения. Система обеспечивает резервирование входящих в нее устройств, предупредительную сигнализацию, задание и контроль направления движения поездов, возможность полной сигнализации машинисту дополнительного поезда (маневрового локомотива) в случае вывода с трассы неисправного состава, находящегося перед выводящим поездом и сцепленного с ним электрически. В стационарной аппаратуре системы предусмотрено резервирование передающих устройств, за счет введения схемы контроля частотных сигналов и их уровня и переключения на резервные устройства. Однако такие системы не обеспечивают необходимый уровнь безопасности для магистральных железных дорог из-за неприспособленности к предотвращению и разбору в тоннеле заторов из нескольких поездов. При разборе заторов в тоннелях имеется необходимость передачи от диспетчера в любые кабины управления локомотивами этих поездов ответственных команд, касающихся направления движения, разрешенного перемещения, скорости движения и.т.д. При этом для кабин управления локомотивов, которые находятся в середине затора, передача этих команд по используемому каналу непрерывной АЛС невозможна из-за того, что сигналы непрерывной АЛС шунтируются колесными парами вагонов, находящихся между путевыми генераторами сигналов непрерывной АЛС и катушками локомотивных приемников этих сигналов. Другие каналы передачи информации в перегонных тоннелях отсутствуют.
В качестве прототипа выбрана система управления движением поездов на железной дороге, содержащая на каждом из перегонов, ограниченных станциями, путевые устройства автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соединенные с соответствующими постовыми устройствами электрической централизации, причем постовые устройства электрической централизации и диспетчерский центр управления соединены между собой через линию проводной связи и через радиоканал цифровой связи, который выполнен на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути, причем бортовое устройство управления локомотивом каждого поезда соединено с графическим дисплеем (RU 85434, B61L 27/04, 10.08.09).
Известная система обладает высоким уровнем надежности при использовании на магистральном железнодорожном транспорте из-за наличия проложенного вдоль железнодорожного пути резервного канала цифровой радиосвязи, выполненного на основе щелевого волновода. Однако из-за плохой механической защищенности щелевого волновода в известной системе при чрезвычайных ситуациях возможны неисправности как путевой инфраструктуры, так и щелевого волновода и связанных с ним устройств цифрового канала связи. В этой ситуации будет затруднен разбор затора, особенно в тоннелях, из нескольких поездов. Такое затруднение разбора затора обусловлено отсутствием возможности передачи сигналов управления из центра диспетчерского управления в кабины управления некоторых локомотивов. На эти локомотивы передача команд по используемым в системе каналам непрерывной АЛС невозможна из-за того, что сигналы непрерывной АЛС шунтируются колесными парами вагонов, находящихся между путевыми генераторами сигналов АЛС и индуктивными катушками локомотивных приемников этих локомотивов.
Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности движения поездов по железной дороге, проходящей через тоннели.
Технический результат достигается тем, что в системе управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели, содержащей на каждом из перегонов, ограниченных станциями, путевые устройства автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соединенные с соответствующими постовыми устройствами электрической централизации, причем постовые устройства электрической централизации и диспетчерский центр управления соединены между собой проводной линией связи и радиоканалом цифровой связи, выполненным на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути, бортовое устройство управления локомотивом каждого поезда соединено с графическим дисплеем, согласно изобретению в каждом тоннеле на противоположных его входах установлены резервные путевые генераторы кодовых токовых сигналов, порты управления которых через линию проводной связи соединены с диспетчерским центром управления, при этом выходные выводы первого резервного путевого генератора подключены соответственно к первой рельсовой нитке участка бесстыкового рельсового пути, расположенного в тоннеле, и первому проводу линии проводной связи, которые соединены между собой в месте установки второго резервного путевого генератора, выходные выводы второго резервного путевого генератора подключены соответственно ко второй рельсовой нитке и второму проводу линии проводной связи, которые соединены между собой в месте установки первого резервного путевого генератора, а бортовое устройство управления локомотивом каждого поезда соединено с дополнительно введенным блоком индуктивного приема сигналов от резервных путевых генераторов кодовых токовых сигналов.
На чертеже приведена структурная схема предлагаемой системы управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели.
Система управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели, содержит на каждом из перегонов, ограниченных станциями 1, путевые устройства 2 автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соединенные с соответствующими постовыми устройствами 3 электрической централизации, причем постовые устройства 3 электрической централизации и диспетчерский центр 4 управления соединены между собой линией 5 проводной связи и радиоканалом 6 цифровой связи, выполненным на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути, бортовое устройство 7 управления локомотивом 8 каждого поезда соединено с графическим дисплеем 9, в каждом тоннеле 10 на противоположных его входах установлены резервные путевые генераторы 11 кодовых токовых сигналов, порты управления которых через линию 5 проводной связи соединены с диспетчерским центром 4 управления, при этом выходные выводы первого резервного путевого генератора 11 подключены соответственно к первой рельсовой нитке участка 12 бесстыкового рельсового пути, расположенного в тоннеле 10, и первому проводу линии 5 проводной связи, которые соединены между собой в месте установки второго резервного путевого генератора 11, выходные выводы второго резервного путевого генератора 11 подключены соответственно ко второй рельсовой нитке и второму проводу линии 5 проводной связи, которые соединены между собой в месте установки первого резервного путевого генератора 11, а бортовое устройство 7 управления локомотивом 8 каждого поезда соединено с дополнительно введенным блоком 12 индуктивного приема сигналов от резервных путевых генераторов 11 кодовых токовых сигналов.
Система управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели, функционирует следующим образом.
При автоблокировке (АБ) с проходными светофорами светофоры (на чертеже не показаны) являются основным средством регулирования. Для повышения безопасности движения системы АБ дополняются устройствами автоматической сигнализации непрерывного типа (АЛСН). На пути устанавливаются путевые устройства кодирования АЛСН, а бортовые устройства 7 управления локомотивов 8 снабжены блоками (на чертеже не показаны), осуществляющими прием и обработку сигналов АЛСН, а также устройство отображения в кабине машиниста на графическом дисплее 9 информации о состоянии свободности или занятости блок-участков, ближайших по ходу движения поезда и отображения дополнительной информации, принимаемой бортовыми устройствами 7 управления по радиоканалу 6 цифровой связи из диспетчерского центра 4 управления. Эта дополнительная информация используется, в частности, во время совершения поездами маневров в тоннелях 10. При наличии на локомотивах 8 и на пути неисправных устройств АЛСН, по радиоканалу 6 цифровой связи из диспетчерского центра 4 управления поступает дублирующая информация о поездной обстановке и разрешенных скоростях движения. В тоннелях 10 радиоканал 6 цифровой связи выполнен на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути. Он и связанная с ним аппаратура плохо защищены от техногенных повреждений и от вандализма ввиду близости к железнодорожному полотну и наличия открытых участков самого щелевого волновода.
В связи с этим слишком вероятны ситуации, когда происходят одновременно повреждения путевой инфраструктуры в тоннеле 10 и повреждения щелевого волновода и связанной с ним аппаратуры радиоканала 6 цифровой связи (например, при затоплении или обвале грунта в тоннеле, или при волочении каким-либо поездом посторонних предметов), а также одновременное с этим образование в тоннеле 10 затора из нескольких поездов. В предлагаемой системе при разборе затора используют новую возможность передачи сигналов управления из диспетчерского центра 4 управления в бортовые устройства 7 управления всех локомотивов 8 по вспомогательному каналу индуктивной связи, который не подвержен шунтированию колесными парами поездов. Вспомогательный канал индуктивной связи, который обеспечивает передачу этих сигналов от резервного путевого генератора, образован соединенными между собой одной из рельсовых нитей участка 12 бесстыкового рельсового пути и одним из проводов линии 5 проводной связи.
Линия 5 проводной связи, проложенная в тоннелях 10, гораздо лучше защищена от повреждений по сравнению со щелевым волноводом, поэтому отказ вспомогательного канала индуктивной связи гораздо менее вероятен, чем отказ радиоканала 6 цифровой связи. Следовательно, опасность потери управления поездами из диспетчерского центра 4 управления при разборе заторов в тоннеле существенно уменьшается.
На чертеже показан рельсовый путь в тоннеле 10, не имеющий изолирующих стыков. Поэтому для каждого направления движения по одному рельсовому пути достаточно использовать один резервный путевой генератор кодовых токовых сигналов. Если рельсовый путь состоит из нескольких изолированных секций, то для каждой изолированной секции аппаратура вспомогательного индуктивного канала связи будет такой же, как показана на чертеже.
Команды, формируемые резервными путевыми генераторами 11 кодовых токовых сигналов, передаются из диспетчерского центра 4 управления, из которого они поступают в виде кодовых посылок по линии 5 проводной связи в порты управления резервных путевых генераторов кодовых токовых сигналов. Пакеты содержат уникальные адреса для связи диспетчерского центра 4 управления с каждым из резервных путевых генераторов 11. Резервные путевые генераторы на основе принятой информации формируют посылки частотных кодовых сигналов с несущей частотой, используемой подсистемой автоматического управления прицельным служебным торможением САУТ или аналогичной, входящей в состав всех современных бортовых устройств 7 управления.
Посылки этих кодовых токовых сигналов включают в себя уникальный адрес для связи с бортовыми устройствами 7 управления. Этот адрес присваивается локомотиву 8 из диспетчерского центра 4 управления и передается в его бортовое устройство 7 управления по радиоканалу 6 цифровой связи на станциях перед выездом поезда на перегон с очередным тоннелем 10. Кроме адреса локомотива посылка кодового токового сигнала содержит информацию, актуальную для управления движением поезда. Это может быть информация для задания направления и допустимой скорости движения, приказ на экстренное или служебное торможение, запрет на трогание локомотива, сигнальная и другая информация, необходимая в частности, для управления из диспетчерского центра 4 разбором заторов в тоннеле 10.
На локомотивах 8 эти кодовые посылки воспринимаются через индуктивные катушки подсистемы автоматического управления прицельным служебным торможением САУТ или аналогичной, декодируются блоком 12 индуктивного приема сигналов от резервных путевых генераторов кодовых токовых сигналов и передаются от него в бортовое устройства 7 управления локомотивом 8. Поскольку кодовые токовые сигналы от каждого резервного путевого генератора 11 проходят по одной рельсовой нити каждого рельсового пути (на чертеже показана однопутная железная дорога) они независимо воспринимаются приемными катушками локомотивов 8 всех поездов, находящихся на участках 12 бесстыкового рельсового пути, внутри тоннелей 10. Допустимая длина такого участка 12 определяется выходной мощностью резервных путевых генераторов и обычно превышает длину тоннеля 10.
Таким образом, предлагаемая система обеспечивает повышение безопасности движения поездов за счет сохранения возможности передачи из диспетчерского центра ответственных команд по дополнительному каналу индуктивной связи при заторах в тоннеле и одновременном повреждении радиоканала цифровой связи.
На малодеятельных линиях, где не требуется передавать большие объемы информации между поездами и центром диспетчерского управления, экономически целесообразно применять в тоннелях только дополнительный канал индуктивной связи вместо радиоканала цифровой связи.