СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к области, обеспечения безопасного движения средств железнодорожного транспорта, и может быть использовано для обеспечения безаварийного прохождения средствами железнодорожного транспорта мест, в которых на рельсовом пути могут находиться посторонние предметы или путь может быть поврежден.
Дистанционный контроль опасного участка железнодорожного пути в рамках настоящей работы представляет собой, по меньшей мере, одну из ниже перечисленных функций:
- Дистанционное видеонаблюдение;
- Дистанционное наблюдение в инфракрасном диапазоне.
Известно (SU, авторское свидетельство 510402) устройство для обнаружения объекта в зоне железнодорожного переезда, содержащее передатчик шумового высокочастотного сигнала СВЧ-диапазона, приемник, подключенный блок сравнения к блоку управления заградительной сигнализацией, и элемент опорного сигнала.
Недостатком известного устройства следует признать принципиальную невозможность контроля целостности железнодорожного пути, а также отсутствие возможности передачи машинисту приближающегося железнодорожного средства информации о состоянии переезда.
Известно также (Jp, патент 49-33442 B61L 29/00, 1967) для обнаружения препятствия на железнодорожном переезде, содержащее задающий генератор синусоидальных колебаний, соединенный с приемным блоком через триггер и ограничитель, вход которого через полосно-пропускающий фильтр соединен с одной диагональю измерительного моста, в одно плечо которого включен контрольный шлейф, охватывающий зону переезда, а другая диагональ измерительного моста соединена с задающим генератором.
Недостатком известного устройства следует признать принципиальную невозможность контроля целостности железнодорожного пути, а также отсутствие возможности передачи машинисту приближающегося железнодорожного средства информации о состоянии переезда.
Известна (RU, патент 2313465) система дистанционного контроля состояния железнодорожного пути, характеризуемая наличием установленной на опоре вблизи железнодорожного пути в зоне повышенной опасности видеокамеры и/или тепловизионной камеры, подключенных к беспроводному передатчику информационного сигнала, а также установленными на локомотиве приемнике информационного сигнала, системой спутниковой навигации и монитора, подключенных к электронному блоку контроля и управления, выполненному на базе компьютера, причем зона передачи видеосигнала от видеокамеры составляет не менее 3 тормозных путей грузового состава, а электронный блок управления выполнен с возможностью анализа получаемого изображения области зоны повышенной опасности и при наличии предмета между рельсами, или в случае нарушения целостности железнодорожного пути - вывода изображения на монитор и передачи изображения в память электронного блока, одновременно с указанием координат нарушения железнодорожного пути или постороннего предмета, а также выработки автоматического сигнала на торможение поезда.
Недостатком известной системы следует признать локальную область распространения информационного сигнала, обусловленную отсутствием возможности передачи информационно сигнала в диспетчерскую службу железной дороги, поскольку информационный сигнал поступал только на приемник, установленный на подъезжающем локомотиве.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого технического решения, состоит в обеспечении безаварийного движения железнодорожных составов.
Технический результат, получаемый при реализации предложенной системы, состоит в повышении безопасности движения железнодорожных составов за счет полноты контроля состояния железнодорожного пути.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанную систему дистанционного контроля состояния железнодорожного пути. Разработанная система охарактеризована наличием установленной на опоре вблизи железнодорожного пути в зоне повышенной опасности видеокамеры и/или тепловизионной камеры, подключенных для передачи информационного сигнала по проводным линиям связи, по радиоканалам и/или каналам спутниковой связи Инмарсат посредствам терминала к установленному в диспетчерском пункте приемнику информационного сигнала, подключенному к блоку регистрации полученного информационного сигнала, причем система дополнительно содержит электронный блок анализа информационного сигнала, установленный на месте расположения камер или в диспетчерском пункте, выполненный на базе компьютера, причем указанный электронный блок анализа выполнен с возможностью анализа получаемого изображения области зоны повышенной опасности с выявлением наличии предмета между рельсами, или нарушения целостности рельсов и/или железнодорожной насыпи пути - вывода изображения на монитор и передачи изображения в память электронного блока.
Предпочтительно для передачи сигнала в диспетчерский пункт использован терминал типа Т&Т Explorer 100. Второй приемник информационного сигнала от видеокамеры и/или тепловизионной камеры может быть установлен на локомотиве железнодорожного состава и подключен ко второму электронному блоку, выполненному с возможностью указания расстояния до места нарушения железнодорожного пути или постороннего предмета, находящегося на железнодорожном пути. Второй электронный блок может быть дополнительно выполнен с возможностью расчета длины тормозного пути и одновременного определения расстояния до места нарушения целостности рельса или постороннего предмета. Также второй электронный блок управления может быть дополнительно выполнен с возможностью сравнения величин тормозного пути и расстояния до места нарушения целостности рельса или постороннего предмета и выработки рекомендаций на усиление тормозящего действия при превышении величины предполагаемого тормозного пути над расстоянием от локомотива до места нарушения железнодорожного пути или постороннего предмета на рельсах. Кроме того, электронный блок может быть выполнен с возможностью передачи аварийного сигнала на ближайшую станцию в случае нарушения целостности железнодорожного пути или при наличии предмета на рельсах.
Указанные ранее функции дистанционного контроля могут выполняться вручную, т.е. за параметрами наблюдает диспетчер в режиме реального времени или полуавтоматически, когда информационный сигнал с видеокамер, приборов ночного видения поступает на электронный блок обработки информационного сигнала, в качестве которого предпочтительно использован промышленный компьютер. Компьютер анализирует полученную информацию и в случае выявления опасной ситуации сигнализирует диспетчеру, отвечающему за данный опасный участок железнодорожного пути. Промышленный компьютер может быть установлен как в непосредственной близости к датчикам опасного участка пути, так и в региональном ДЦУП (в здании где сидят диспетчеры). Наряду с полуавтоматическим режимом, можно использовать и автоматический режим, при котором промышленный компьютер будет не только сигнализировать диспетчеру в случае выявления опасности, но и перекрывать опасный участок пути красными сигналами семафоров. Передачу информационного сигнала к электронному блоку предпочтительно осуществляют по каналам спутниковой связи Инмарсат посредствам терминала, например Т&Т Explorer 100.
Видеокамеру и/или тепловизионную камеру предпочтительно устанавливают на опоре вблизи железнодорожного пути с возможностью обзора, по меньшей мере, части железнодорожного пути в зоне повышенной опасности (железнодорожный мост, железнодорожный переезд, область потенциального камнепада или схода лавин, область плавунов) и подключают к беспроводному передатчику информационного сигнала.
Из опыта эксплуатации железнодорожного транспорта на конкретной дистанции пути известны места, потенциально опасные для проходящих средств железнодорожного транспорта. Обычно эти места представляют собой железнодорожные переезды, в том числе, и не регулируемые, железнодорожные мосты, зона потенциального камнепада или схода лавин, а также зона плавучих грунтов-плавунов, способных разрушить железнодорожную насыпь. Обычно в районе железнодорожных переездов мостов и, вдоль железнодорожных путей имеются линии электропередач, на столбах которых могут быть установлены видеокамеры и/или тепловизионные камеры, подключенные, как к источнику электрического питания, в частности, к линии электропередач. В случае отсутствия подобных линий электропередач, видеокамеры и/или тепловизионные камеры могут быть размещены на любом месте, обеспечивающем обзор потенциально опасной зоны, в том числе, и на дополнительно установленных опорах. В качестве источника электрического питания для них могут быть использованы, в зависимости от климата, солнечные батареи, ветряные электрогенераторы, аккумуляторные батареи и т.д. При реализации системы могут быть использованы видеокамеры, применяемые государственной автоинспекцией для проверки дорожного движения, при этом блок передачи видеосигнала, входящий в состав видеокамеры.
Желательно одновременно с видеокамерой использовать тепловизионную камеру. Это позволит контролировать состояние рельсов, даже прикрытых слоем снега, грязи или в полной темноте. Желательно, чтобы электронный блок управления дополнительно был выполнен с возможностью расчета длины тормозного пути и одновременного определения расстояния до места нарушения целостности рельса или постороннего предмета с выводом полученных результатов на монитор. Это позволит машинисту уверенно определить вероятность остановки железнодорожного транспорта до места потенциального крушения. В наиболее предпочтительном варианте желательно, чтобы электронный блок управления дополнительно был выполнен с возможностью сравнения определенных величин (т.е. длины тормозного пути и расстояния до места нарушения целостности рельсов или постороннего предмета) и выработки решения на усиление тормозящего действия при превышении величины предполагаемого тормозного пути над расстоянием от локомотива до места нарушения железнодорожного полотна или нахождения постороннего предмета. Для обеспечения оперативной передачи информации о нарушении возможности проезда железнодорожного транспорта по дистанции пути желательно, чтобы электронный блок был выполнен с возможностью передачи на ближайшую станцию аварийного сигнала о наличии предмета между рельсами или о нарушении железнодорожного полотна (рельса).
В дальнейшем сущность и преимущества предлагаемой системы дистанционного контроля состояния железнодорожного пути будут показаны на примерах ее реализации.
1. В базовом варианте система дистанционного контроля состояния железнодорожного пути содержит видеокамеру, установленную на столбе линии электропередач, проходящей параллельно железнодорожному пути, с возможностью обзора регулируемого железнодорожного переезда, подключенную к беспроводному передатчику информационного сигнала. В диспетчерском пункте установлен приемник информационного (видеосигнала) сигнала, подключенный к электронному блоку контроля, выполненному на базе промышленного компьютера. Электронный блок управления выполнен с возможностью анализа получаемого изображения области зоны железнодорожного переезда и при наличии предмета между рельсами, или в случае нарушения целостности изображения железнодорожного полотна - подачи светового и звукового сигнала диспетчеру и записи изображения в память электронного блока одновременно с указанием координат. При осмотре опасного участка железнодорожного пути при анализе полученного информационного сигнала было установлено наличие на рельсах постороннего предмета. При выводе полученного сигнала (изображения) на монитор было установлено, что на рельсах находится камень. Одновременно с выводом изображения на монитор для диспетчера электронный блок управления и контроля передал звуковую сигнализацию об опасности машинисту приближающегося к опасному участку железнодорожного состава.
2. В одном из вариантов система дистанционного контроля состояния железнодорожного пути содержит установленные на столбе линии электропередач, проходящей параллельно железнодорожному пути, с возможностью обзора зоны схода лавин на железнодорожный путь видеокамеру и тепловизионную камеру, подключенные к беспроводному передатчику информационного сигнала. В диспетчерском пункте и на локомотиве приближающегося железнодорожного состава установлены системы приема видеосигнала, а также сигнала тепловизионной камеры, каждая из которых подключена к своему электронному блоку контроля и управления, выполненному на базе промышленного компьютера. Электронный блок управления выполнен с возможностью анализа получаемого изображения области зоны повышенной опасности и в случае наличия предмета между рельсами, передачи изображения в память электронного блока одновременно с указанием координат, а также выработки автоматического сигнала на торможение поезда. Кроме того, указанный электронный блок управления дополнительно выполнен с возможностью расчета длины тормозного пути, одновременного определения расстояния на места нарушения целостности рельса или постороннего предмета, с возможностью сравнения определенных величин и выработки решения на усиление тормозящего действия при превышении величины предполагаемого тормозного пути над расстоянием от локомотива до места нарушения целостности рельса или постороннего предмета на рельсах. При вхождении локомотива в зону приема передаваемого от видеокамеры и тепловизионной камеры радиосигнала при сканировании полученного изображения было установлено наличие на рельсах постороннего предмета - остатка снежной лавины при одновременном разрыве рельса.
Использование предлагаемой системы позволяет повысить безопасность движения железнодорожных составов за счет своевременного определения потенциально аварийной ситуации.