УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗА УПРАВЛЕНИЕМ ЛОКОМОТИВОМ И БДИТЕЛЬНОСТЬЮ МАШИНИСТА

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста.
Известно устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, содержащее включенные в систему реального времени с модульной архитектурой, заключенные в общий блок, расположенный в кабине машиниста, и соединенные между собой объединительной платой ячейки схемы контроля безопасности двухканального модуля центральной обработки, двухканального модуля измерения параметров движения, двухканального модуля внешних устройств, модуля маршрута и модуля радиоканала, при этом схема контроля безопасности выполнена с возможностью воздействия через усилитель на электропневматический клапан при необходимости экстренного торможения, модули центральной обработки выполнены с возможностью анализа принятых от других модулей данных и принятия окончательного решения о скоростном режиме движения поезда, а также с возможностью контроля бдительности машиниста при подключении дополнительных устройств безопасности, например, телеметрической системы контроля бдительности машиниста, и выдачи на схему контроля безопасности сигнала о необходимости экстренного торможения, модули измерения параметров движения выполнены с возможностью определения фактической скорости движения поезда на основе данных от датчиков пути и скорости, модули внешних устройств выполнены с возможностью приема и дешифрации амплитудно-модулированных сигналов автоматической локомотивной непрерывной сигнализации (АЛСН) и фазоразностных сигналов автоматической локомотивной единой непрерывной сигнализации (АЛС-ЕН) рельсовой цепи от приемных катушек, отслеживания проследования границ блок-участков, формирования значений целевой и допустимой скоростей, модуль маршрута выполнен с возможностью определения координаты поезда по данным от спутникового приемника, оборудованного антенной спутниковой навигации, и формирования параметров движения по данным от электронной карты, записанной во flash-память, модуль радиоканала выполнен с возможностью приема от станции через радиомодем, соединенный с радиоантенной, команд на ограничение скорости движения, декодирования принятой информации, хранения ее до следующего сеанса связи и передачи на станцию данных о поезде и параметров движения (см. RU 2262459, B61L 25/04, 2005). Это устройство выбрано в качестве прототипа.
Известное устройство не обеспечивает необходимый уровень безопасности движения. При диспетчерском управлении движением после остановки, машинист по поездной радиосвязи обязан получить от поездного диспетчера разрешение проследовать границу путевого участка, сообщающего системе о своей занятости. Однако, поскольку при этом используется устный обмен информацией, остается возможность ошибок, обусловленных тем, что голосовые сообщения могут быть неправильно сформулированы и/или интерпретированы. Ошибки могут быть также связаны с неправильностью исходной информации, сообщаемой участниками переговоров друг другу, в течение которых информация может быть использована. В частности большую опасность представляют ошибки, связанные с искажением информации о текущем местонахождении поезда.
Техническим результатом является повышение безопасности движения поездов.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, содержащем межмодульный интерфейс, усилитель электропневматического клапана, выход которого соединен с входом электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля, входы которой соединены с выходами двух модулей центральной обработки информации, которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу, к которому подключены два модуля измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками пути и скорости, два модуля непрерывных каналов внешних устройств, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута, соединенный с первым выходом приемника спутниковой навигации, соединенного с антенной спутниковой навигации, и модуль радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом, выход которого соединен с радиоантенной, согласно предложению, введены блок кодирования/декодирования сообщений, содержащий координатно-временную информацию, блок интерфейса машиниста и блок контроля бдительности, причем выход приемника спутниковой навигации соединен с входом блока кодирования/декодирования сообщений, первый порт которого соединен с блоком интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу, блок контроля бдительности соединен с межмодульным интерфейсом и рукояткой бдительности, которая подключена к блоку интерфейса машиниста.
Структурная схема устройства контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста приведена на чертеже.
Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста содержит межмодульный интерфейс 1, усилитель электропневматического клапана 2, выход которого соединен с входом электропневматического клапана 3, а вход - с выходом безопасной схемы контроля 4, входы которой соединены с выходами двух модулей 5 и 6 центральной обработки информации, которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу 1, к которому подключены два модуля 7 и 8 измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками 9 пути и скорости, два модуля 10 и 11 непрерывных каналов внешних устройств, входы которых соединены с приемными катушками 12, например, АЛСН и АЛС-ЕН, модуль 13 маршрута, порт которого подключен к межмодульному интерфейсу 1, соединен с первым выходом приемника 14 спутниковой навигации, вход которого соединен с антенной спутниковой навигации 15 и модуль 16 радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом 17, выход которого соединен с радиоантенной 18.
Второй выход приемника спутниковой навигации 14 соединен с входом блока 19 кодирования/декодирования сообщений, содержащих координатно-временную информацию, первый порт которого соединен с блоком 20 интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу 1.
В устройство введен блок 21 контроля бдительности, соединенный с межмодульным интерфейсом 1, вход которого соединен с рукояткой 22 бдительности. Рукоятка 22 бдительности подключена к блоку 20 интерфейса машиниста.
Работа устройства происходит следующим образом.
Перед каждой поездкой в память модуля маршрута 13 заносятся параметры движения поезда для каждой координаты маршрута.
Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН через приемные катушки 12 поступают в модули 10 и 11 непрерывных каналов внешних устройств. Там они дешифрируются для отображения на индикаторе блока 20 интерфейса машиниста состояния впереди расположенных участков пути и показаний путевых светофоров, а также для сообщения машинисту допустимой скорости движения поезда.
Допустимая скорость движения рассчитывается в модулях 5 и 6 центральной обработки информации, связанных с модулями 10 и 11 непрерывных каналов внешних устройств через межмодульный интерфейс 1 (например, типа CAN). Сигналы от датчиков 9 пути и скорости, связанных с колесами локомотива, поступают в модули 7 и 8 измерения параметров движения, где из них формируются значения фактической скорости и пройденный путь. Эти данные передаются в модули 5 и 6 центральной обработки информации для сравнения с допустимой скоростью и принятия решения о режиме торможения.
Сигналы от приемника спутниковой навигации 14 через модуль 13 маршрута поступают в модули 7 и 8 измерения параметров движения, где на основании этих сигналов и данных из электронной карты маршрута, хранящейся в модуле 13 маршрута, определяется местоположение поезда и расстояние до мест ограничения скорости или до мест остановки перед препятствием. Эти данные передаются в модули 5 и 6 центральной обработки информации для расчета скоростного режима движения поезда.
Информация, ответственная за безопасность движения поезда, дублируется для последующей подготовки в модулях 5 и 6 центральной обработки информации для проверки соответствия безопасной схемой контроля 4. При нарушении соответствия безопасная схема контроля 4 воздействует на усилитель электропневматического клапана 2 и отключением питания электропневматического клапана 3 вызывает экстренное торможение поезда. Если в модулях 5 и 6 центральной обработки информации нет информации о получении разрешения проезда границы занятого участка пути, то после пересечения границы занятого участка пути они также воздействует на усилитель электропневматического клапана 2 и отключением питания электропневматического клапана 3 вызывают экстренное торможение поезда.
В процессе движения поезда блок 21 контроля бдительности через межмодульный интерфейс 1 выдает на блок 20 интерфейса машиниста сигнал на подтверждение бдительности. Машинист подтверждает свою бдительность нажатием рукоятки бдительности 22, сигналы с выходов которой поступают на вход блока 21 контроля бдительности и на блок 20 интерфейса машиниста, который через межмодульный интерфейс 1 передает эту информацию в модули 5 и 6 центральной обработки информации. При отсутствии бдительности безопасная схема контроля 4 воздействует на усилитель электропневматического клапана 2. При отключении питания электропневматического клапана 3 происходит экстренное торможение поезда. В процессе управления поездом машинист запрашивает разрешение диспетчера на выполнение стандартных действий по управлению движением поезда в предусмотренных инструкциями ситуациях путем нажатия соответствующих клавиш функциональной клавиатуры, входящей в состав блока 20 интерфейса машиниста.
Сигналы из радиоантенны 18 через радиомодем 17 поступают в модуль радиоканала 16, где из них выделяется кодированная цифровая информация, передаваемая из диспетчерского центра управления движением (на фиг.1 не показан). В обратном направлении в диспетчерский центр управления передается кодированная информация, связанная с передачей параметров движения поезда и с запросами к диспетчеру ДНЦ от машиниста поезда.
В частности, при запросе от машиниста к ДНЦ на разрешение проезда границы занятого путевого участка на первый вход блока 19 кодирования/декодирования сообщений, содержащего координатно-временную информацию, поступает команда от блока 20 интерфейса машиниста. По команде на втором входе блока 19 с выхода приемника спутниковой навигации 14 читаются координата и текущее время, соответствующие моменту нажатия клавиши функциональной клавиатуры. Они используются блоком кодирования/декодирования сообщений блока 19 как часть кодированного запроса, который он формирует, и затем через межмодульный интерфейс 1, модуль радиоканала 16, радиомодем 17 и радиоантенну 18 передаются по цифровой радиосвязи в центр диспетчерского управления. При декодировании сообщения в аппаратуре центра диспетчерского управления эта часть информации сопоставляется с информацией о место-нахождении поезда в текущий момент времени, получаемой от напольных устройств ДЦ (рельсовые цепи, счетчики осей, считыватели номеров вагонов и. т.д.). Этим обеспечивается дополнительный контроль правильности приходящей с локомотива информации. При передаче команды, разрешающей проследование границы занятого блок-участка координата и текущее время из запроса используются в качестве ключа для кодирования сообщения. Формирование разрешения в виде кодированного сообщения в центре диспетчерского управления также происходит автоматически вследствие нажатия функциональной клавиши компьютера АРМ ДНЦ и одновременного щелчка кнопкой мышки при нахождении курсора на изображении карты маршрута в позиции упомянутой границы путевого участка или его ограждающего светофора. Одновременно с разрешением передается длительность периода времени, в течение которого разрешение действует. При этом отсчет времени производится от момента времени переданного в исходном запросе с поезда. На локомотиве блок 19 кодирования/декодирования сообщений, содержащий координатно-временную информацию, получает сообщение от ДНЦ и использует координатно-временную информацию из исходного запроса в качестве ключа для декодирования ответа от диспетчера.
Эффективность устройства контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста заключается в том, что с его помощью исключается ошибочное использование информации неправильным адресатом на другом локомотиве. За счет постоянного контроля бдительности машиниста и формирования ответственных сообщений, содержащих координатно-временную информацию, и использования этой информации для дополнительной кодовой защиты повышается уровень безопасности движения локомотивов.