СИСТЕМА ДЛЯ ИНТЕРВАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
SYSTEM FOR INTERVAL CONTROL OF TRAIN TRAFFIC

Изобретение относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов.
Известна система интервального регулирования движения поездов на перегоне, содержащая на перегоне между постами ЭЦ соседних станций n блок-участков, с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты и проходными светофорами, при этом каждая из упомянутых рельсовых цепей блок-участков, соответственно, соединена с напольными устройствами сопряжения, общего с соседней рельсовой цепью передающего конца и своего приемного конца, а напольные устройства сопряжения приемных концов соединены через кабельную сеть непосредственно с входами соответствующих приемников кодовых сигналов тональной частоты, которые размещены на ближайших к их блок-участкам постах ЭЦ рядом с передатчиками кодовых сигналов тональной частоты своих рельсовых цепей, при этом каждый из локомотивов, обращающийся на участке дороги, оборудован входящими в состав его комплексного локомотивного устройства безопасности приемниками автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, приемником точечного канала, приемником спутниковой навигации и приемопередатчиком цифрового радиоканала связи, соединенными через межмодульный интерфейс с модулем центральной обработки информации и с модулями памяти карты маршрута, индикации, регистрации, контроля бдительности машиниста и управления исполнительными цепями локомотива, напольные устройства сопряжения общих передающих концов первой группы из упомянутых рельсовых цепей блок-участков соединены через кабельную сеть с входами соответствующих передатчиков кодовых сигналов тональной частоты, а второй группы из упомянутых рельсовых цепей блок-участков, соединены с выходами напольных блоков переключения, у которых первые входы соединены через кабельную сеть с выходами соответствующих передатчиков кодовых сигналов тональной частоты, а вторые входы соединены с выходами резервных напольных передатчиков кодовых сигналов на частотах системы автоматической локомотивной сигнализации, при этом на каждом из упомянутых локомотивов установлены модули резервного управления, подключенные своим портом к межмодульному интерфейсу, которые выходом соединены с входом управления пороговой чувствительностью приемника автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (RU 2390453, B61L 25/00, 27.05.10).
Известная система имеет повышенное потребление электроэнергии из-за непрерывного режима работы рельсовых цепей и повышенного расхода мощности путевым генератором кодовых сигналов автоматической локомотивной сигнализации по мере приближения к нему поезда. Это обстоятельство снижает экономическую эффективность системы, особенно при ее использовании на малодеятельных линиях. Другим недостатком является большая протяженность зоны (зона опасного двойного шунтирования рельсовой цепи) за составом первого поезда, в пределах которой возможен прием кодовых сигналов не только локомотивным бортовым устройством управления первого поезда, для которого они предназначены, но и локомотивным бортовым устройством управления второго поезда, идущего по одной и той же рельсовой цепи непосредственно следом за первым поездом. Это снижает возможность безопасного сокращения расстояния между соседними поездами и отрицательно влияет на безопасность движения и пропускную способность.
В качестве прототипа выбрана система интервального регулирования движения поездов на перегоне, содержащая рельсовые цепи путевых участков автоблокировки, аппаратура каждой из которых включает в себя блок контроля рельсовой цепи, связанный с блоком сопряжения цепей кодирования автоматической локомотивной сигнализации с аппаратурой соседних рельсовых цепей, выход блока контроля рельсовой цепи соединен с выходами генератора и блока включения кодирования и подключен к началу своей рельсовой цепи, а вход блока контроля рельсовой цепи соединен с концом своей рельсовой цепи и с входом приемника, при этом локомотивы поездов, обращающиеся на участке, оборудованы комплексным устройством безопасности, в блоке контроля каждой рельсовой цепи путевых участков автоблокировки порт генератора и порт приемника соединены соответственно с портом первого и портом второго маломощных приемопередающих устройств, которые по радиоканалу маломощной цифровой связи через маломощные приемопередающие устройства блоков контроля рельсовых цепей соседних путевых участков соединены с маломощными приемопередающими устройствами локомотивов поездов, находящихся в пределах зоны устойчивой радиосвязи, при этом на каждом локомотиве порт маломощного приемопередающего устройства через CAN интерфейс соединен с комплексным устройством безопасности, а дополнительные порты приемопередающих устройств блоков контроля рельсовых цепей путевых участков автоблокировки, расположенных по концам перегона, соединены через локальные линии передачи данных с портами ЭВМ автоматизированных рабочих мест поездных диспетчеров соответствующих железнодорожных станций (RU 122066, B61L 23/16, 20.11.12).
Известная система имеет пониженное потребление электроэнергии и обеспечивает высокую экономическую эффективность при использовании на малодеятельных линиях.
Недостатком известной системы является большая протяженность зоны (зона опасного двойного шунтирования рельсовой цепи) за составом первого поезда, в пределах которой возможен прием кодовых сигналов не только локомотивным бортовым устройством управления первого поезда, для которого они предназначены, но и локомотивным бортовым устройством управления второго поезда, идущего по одной и той же рельсовой цепи непосредственно следом за первым поездом. Это снижает возможность безопасного сокращения расстояния между соседними поездами и отрицательно влияет на безопасность движения и пропускную способность.
Технический результат изобретения заключается в повышение надежности функционирования системы при сокращенном интервале попутного следования поездов по одной и той же рельсовой цепи.
Технический результат достигается тем, что в системе для интервального регулирования движения поездов, содержащей рельсовые цепи путевых участков автоблокировки, аппаратура каждой из которых включает в себя блок контроля рельсовой цепи, связанный с блоком сопряжения цепей кодирования автоматической локомотивной сигнализации с аппаратурой соседних рельсовых цепей, блок контроля рельсовой цепи состоит из путевого генератора, соединенного с блоком включения кодирования, и путевого приемника, вход блока контроля рельсовой цепи соединен с концом своей рельсовой цепи и с входом путевого приемника, выход которого соединен с блоком сопряжения цепей кодирования автоматической локомотивной сигнализации с аппаратурой соседних рельсовых цепей, выход которого подключен к входу блока включения кодирования, выход блока контроля рельсовой цепи соединен с выходом путевого генератора и подключен к началу своей рельсовой цепи, порт путевого генератора и порт путевого приемника соединены соответственно с портом первого и портом второго маломощных приемопередающих устройств, которые по радиоканалу маломощной цифровой связи через маломощные приемопередающие устройства блоков контроля рельсовых цепей соседних путевых участков соединены с маломощными приемопередающими устройствами локомотивов поездов, находящихся в пределах зоны устойчивой радиосвязи, при этом каждый локомотив поезда, обращающегося на участке, оборудован комплексным устройством безопасности, к которому через CAN интерфейс подключены порт маломощного приемопередающего устройства и вход локомотивного приемника, дополнительные порты маломощных приемопередающих устройств блоков контроля рельсовых цепей путевых участков автоблокировки, расположенных по концам перегона, соединены через локальные линии передачи данных с портами ЭВМ автоматизированных рабочих мест поездных диспетчеров соответствующих железнодорожных станций, согласно изобретению на каждом локомотиве поезда установлен модуль формирования сигналов управления чувствительностью локомотивного приемника и амплитудой сигнала путевого генератора, выходы которого подключены соответственно к управляющему входу локомотивного приемника и информационному входу комплексного устройства безопасности, а его вход соединен с выходом приемника маломощного приемопередающего устройства, при этом путевой генератор блока контроля рельсовой цепи выполнен управляемым с возможностью программного регулирования амплитуды выходного сигнала.
На чертеже (фиг. 1) приведена схема предлагаемой системы для интервального регулирования движения поездов. На фиг. 2 изображена блок-схема алгоритма работы модуля формирования сигналов управления чувствительностью локомотивного приемника и амплитудой сигнала путевого генератора, при режиме двойного шунтирования рельсовой цепи.
Система для интервального регулирования движения поездов содержит рельсовые цепи 1 путевых участков автоблокировки, аппаратура каждой из которых включает в себя блок 2 контроля рельсовой цепи, связанный с блоком 3 сопряжения цепей кодирования автоматической локомотивной сигнализации с аппаратурой соседних рельсовых цепей, блок 2 контроля рельсовой цепи состоит из путевого генератора 4, соединенного с блоком 5 включения кодирования, и путевого приемника 6, вход блока контроля рельсовой цепи соединен с концом своей рельсовой цепи 1 и с входом путевого приемника 6, выход которого соединен с блоком 3 сопряжения цепей кодирования автоматической локомотивной сигнализации с аппаратурой соседних рельсовых цепей, выход которого подключен к входу блока 5 включения кодирования, выход блока 2 контроля рельсовой цепи соединен с выходом путевого генератора 4 и подключен к началу своей рельсовой цепи 1, порт путевого генератора 4 и порт путевого приемника 6 соединены соответственно с портом первого и портом второго маломощных приемопередающих устройств 7 и 8, которые по радиоканалу 9 маломощной цифровой связи через маломощные приемопередающие устройства 7 и 8 блоков 2 контроля рельсовых цепей соседних путевых участков соединены с приемопередающими устройствами 10 локомотивов поездов, находящихся в пределах зоны устойчивой радиосвязи, при этом каждый локомотив поезда, обращающегося на участке, оборудован комплексным устройством 11 безопасности, к которому через CAN интерфейс 12 подключены порт приемопередающего устройства 10 и вход локомотивного приемника 13, дополнительные порты маломощных приемопередающих устройств 7 и 8 блоков 2 контроля рельсовых цепей путевых участков автоблокировки, расположенных по концам перегона, соединены через локальные линии 14 и 15 передачи данных с портами ЭВМ автоматизированных рабочих мест (АРМ) 16 и 17 поездных диспетчеров соответствующих железнодорожных станций, на каждом локомотиве 18 поезда установлен модуль 19 формирования сигналов управления чувствительностью локомотивного приемника 13 и амплитудой сигнала путевого генератора 4, выходы которого подключены соответственно к управляющему входу локомотивного приемника 13 и информационному входу комплексного устройства 11 безопасности, а его вход соединен с выходом приемника приемопередающего устройства 10, при этом путевой генератор 4 блока 2 контроля рельсовой цепи выполнен управляемым с возможностью программного регулирования амплитуды выходного сигнала.
Система для интервального регулирования движения поездов работает следующим образом.
Движение поездов на перегоне осуществляется без проходных светофоров, только на основе информации, поступающей на бортовые устройства управления движением каждого поезда. При приближении поезда с его локомотива 18 передается команда по радиоканалу 9, по которой аппаратура контроля рельсовых цепей 1 нескольких ближайших путевых участков, впереди по ходу движения поезда, переводится из ждущего режима с малым потреблением тока питания в активный режим работы для контроля исправности и свободности рельсового пути и посылки кодовых сигналов автоматической локомотивной сигнализации при занятии поездом каждой очередной рельсовой цепи 1. В режиме контроля исправности и свободности рельсового пути посредством каждой рельсовой цепи 1, контрольный сигнал с выхода ее путевого генератора 4 проходит по рельсовой цепи 1 на вход путевого приемника 6. Формируемый путевым генератором 4 кодовый сигнал автоматической локомотивной сигнализации зависит от состояния занятости рельсовых цепей 1 нескольких путевых участков по ходу движения поезда. Эта зависимость определяется сигналом управления, поступающим на вход блока 5 включения кодирования с выхода блока 3 сопряжения (соответствующего аппаратуре контроля данной рельсовой цепи 1).
Команда на включение активного режима работы аппаратуры контроля рельсовых цепей нескольких очередных путевых участков передается с бортового устройства управления движением локомотива 18 через приемопередающее устройство 10 по радиоканалу 9 цифровой связи и маломощные приемопередающие устройства 7 и 8 рельсовой цепи 1 текущего местонахождения локомотива 18, ретранслируется по цепочке приемопередающих устройств 7 и 8 блоков 2 контроля рельсовых цепей 1 этих ближайших путевых участков, посредством которых осуществляется перевод из ждущего в рабочий режим, связанных с ними путевых генераторов 4 и приемников 6, которые остаются в рабочем режиме до окончания прохождения по их рельсовым цепям 1 этого поезда.
Этим достигается необходимый уровень экономии электроэнергии, особенно существенный для малодеятельных линий с электропитанием путевой аппаратуры от автономных источников электропитания. От ЭВМ автоматизированных рабочих мест 16 и 17 поездных диспетчеров команды для взаимодействия с аппаратурой контроля рельсовых цепей 1 (например, для проверки исправности в промежутках между прохождением поездов) передаются через локальные линии 14 и 15 передачи данных и затем ретранслируется по цепочке приемопередающих устройств 7 и 8 блоков 2 контроля рельсовых цепей 1 всех путевых участков.
При вступлении локомотива 18 поезда на рельсовую цепь 1 каждого очередного путевого участка его комплексное устройство 11 безопасности выделяет из принятых локомотивным приемником 13 кодовых сигналов автоматической локомотивной сигнализации информацию о количестве свободных и исправных путевых участков перед поездом, ограничениях скорости движения и информацию о номере текущей рельсовой цепи. Эту информацию бортовое устройство управления движением поезда предоставляет машинисту и использует для автоматического управления движением поезда.
Для получения информации о занятии рельсовых цепей 1 соседними поездами бортовое устройство управления движением поезда устанавливает связь с ними и с ЭВМ автоматизированных рабочих мест 16 и 17 поездных диспетчеров железнодорожных станций через приемопередающее устройство 10 и каналы дальней поездной радиосвязи (на чертеже не показаны).
Если первый поезд получает от ЭВМ автоматизированных рабочих мест 16 и 17 поездных диспетчеров соответствующих железнодорожных станций или от локомотива 18, непосредственно позади идущего второго поезда, информацию о том, что этот второй поезд находится на рельсовой цепи 1 с тем же номером, что и сам первый поезд, то комплексное устройство 11 безопасности первого поезда включает модуль 19 формирования сигналов управления чувствительностью локомотивного приемника 13 и амплитудой сигнала путевого генератора 4. Алгоритм работы модуля приведен на фиг. 2. Протяженность зоны за составом первого поезда, в которой возможен опасный прием упомянутых кодовых сигналов, предназначенных для локомотивного бортового устройства управления первого поезда, локомотивным бортовым устройством управления второго поезда быстро уменьшается до ее предельно возможного значения, определяемого по условию надежной работы локомотивного приемника 13 первого поезда. Вследствие этого обеспечивается сохранение безопасности движения при следовании первого и второго поездов по одной и той же рельсовой цепи 1.
В процессе реализации этого алгоритма комплексное устройство 11 безопасности локомотива 18 первого поезда устанавливает через локомотивное приемопередающее устройство 10 по радиоканалу 9 цифровой связи сеанс связи с первым маломощным приемопередающим устройством 7 рельсовой цепи 1 текущего местонахождения локомотива 18 первого поезда для дистанционного управления амплитудой напряжения кодового сигнала, приходящего на вход его локомотивного приемника 13 кодовых сигналов от путевого генератора 4 этой рельсовой цепи 1. Одновременно модуль 19 формирования сигналов управления формирует сигнал управления чувствительностью локомотивного приемника 13 так, чтобы в процессе приближения локомотива 18 к этому путевому генератору 4 порог чувствительности локомотивного приемника 13 и амплитуда напряжения кодовых сигналов на выходе путевого генератора 4 взаимосвязано уменьшались, оставаясь при этом достаточными для надежной работы локомотивного приемника 13. Пакет цифровых данных, содержащий команды управления, передается с локомотива 18 периодически для пошагового управления амплитудой напряжения указанных кодовых сигналов. На локомотиве 18 первого поезда пакет цифровых данных, содержащий команду управления генератором 4, формируется в микропроцессорном модуле центральной обработки информации (на чертеже не показан) комплексного устройства 11 безопасности, по сигналу, поступившему из модуля 19 формирования сигналов управления. Сформированный пакет цифровых данных через CAN интерфейс 12 поступает в локомотивное приемопередающее устройство 10 и передается по радиоканалу 9 цифровой связи. Из принятого первым маломощным приемопередающим устройством 7 пакета данных выделяется команда управления, поступающая на вход управления путевого генератора 4. Путевой генератор 4 в процессе выполнения команды управления изменяет амплитуду напряжения своего выходного сигнала на величину, соответствующую установленного в ней цифрового шага регулирования. Шаг регулирования может быть переменным для ускорения процесса установления требуемых уровней кодовых сигналов.
Одновременно с изменением амплитуды напряжения выходного сигнала путевого генератора 4 на локомотиве 18 в комплексном устройстве 11 безопасности его микропроцессорным модулем центральной обработки информации (на чертеже не показан) назначается новое цифровое значение для порога чувствительности локомотивного приемника 13, которое передается в модуль 19 формирования сигналов управления и используется при формировании управляющего сигнала для локомотивного приемника 13, принимающего кодовые сигналы автоматической локомотивной сигнализации из рельсовой цепи 1.
Длина опасной зоны (при двойном шунтировании рельсовой цепи) в известных системах получается максимальной, при максимальном сопротивлении поездного шунта первого поезда и минимальном сопротивлении поездного шунта второго поезда. В предлагаемом техническом решении локомотивный приемник 13 локомотива 18 второго поезда работает в режиме с начальным порогом чувствительности, который намного выше порога чувствительности локомотивного приемника 13 локомотива 18 первого поезда из-за его регулирования по алгоритму, указанному на фиг. 2, а кодовый сигнал, поступающий в локомотивный приемник 13 локомотива 18 второго поезда, находится на уровне ниже даже уровня порога чувствительности локомотивного приемника 13 локомотива 18 первого поезда. Поэтому практически (при исправном локомотивном приемнике 13 локомотива 18 второго поезда) этот кодовый сигнал вообще не может приниматься локомотивным приемником второго поезда и опасная ситуация, возможная в известных системах интервального регулирования, предлагаемым техническим решением полностью исключается, даже при наихудших сочетаниях сопротивлений поездных шунтов состава первого и второго поезда.
При использовании предлагаемого технического решения становится возможным движение соседних поездов с минимально достижимым, по условиям безопасности движения, интервалом попутного следования. Такая ситуация может возникнуть, когда в пределах разрешенного временного окна необходимо пропустить в одном пакете несколько поездов через участок пути с ограниченной пропускной способностью (например, во время ремонта одного пути, на двух путном участке железной дороги, или при разборе заторов на участке железной дороги). Это также предотвращает столкновения поездов при случайном сближении второго поезда с первым в пределах одной и той же рельсовой цепи из-за различных сбоев в процессе движения поездов.
Таким образом, предлагаемое техническое решение повышает безопасность движения и пропускную способность, а также позволяет снизить энергозатраты, при передаче в рельсовые цепи кодовых сигналов автоматической локомотивной сигнализации.