УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРИБЫТИЯ ПОЕЗДА НА СТАНЦИЮ В ПОЛНОМ СОСТАВЕ
DEVICE FOR CONTROLLING TRAIN ARRIVAL AT STATION IN FULL COMPOSITION

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на участках, оборудованных системами полуавтоматической блокировки.
Известно устройство для контроля прибытия в полном составе поезда, содержащее источник питания, подключенный к одному из входов блока записи информации, выходом связанного с электромагнитом, магнитный датчик, связанный с входом блока считывания информации, выходами подключенного к одним из входов блока управления, другие входы которого связаны с блоками станционной автоматики, одни из выходов блока управления подключены к другим входам блока записи информации, а другие выходы блока управления соединены с блоком индикации. Известное техническое решение позволяет повысить пропускную способность участков железных дорог (SU 1594042, B61L 25/02, 23.09.90).
Устройство для контроля прибытия в полном составе поезда использует счет осей, поэтому последующие блокировочные действия разрешают лишь тогда, когда число осей колесных пар в составе поезда при входе на перегон совпадает с числом осей колесных пар состава при выходе с перегона. Однако применение таких устройств экономически не всегда оправдано на малодеятельных участках железной дороги.
В качестве прототипа принято устройство для контроля прибытия поезда в полном составе с железнодорожного перегона, оборудованного полуавтоматической блокировкой, содержащее оптический датчик, закрепленный на последнем вагоне состава каждого поезда, и блок напольного фотоэлектрического приемника этих сигналов, установленный в контрольной точке пути на входе станции, причем выход блока напольного фотоэлектрического приемника через первую линию передачи данных соединен с первым портом блока аппаратуры контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки (SU 1676897, B61L 25/02, 15.09.91).
К недостатку известного устройства для контроля прибытия поезда в полном составе следует отнести низкий уровень безопасности из-за высокой вероятности восприятия фотоэлектрическими приемниками ложных оптических сигналов (например, отраженного света от посторонних сигнальных огней красного цвета).
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности контроля прибытия поезда в полном составе при обеспечении высокой экономической эффективности для малодеятельных линий.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для контроля прибытия поезда в полном составе с железнодорожного перегона, оборудованного полуавтоматической блокировкой, содержащем источник оптического сигнала, закрепленный на последнем вагоне состава каждого поезда, и напольный блок фотоэлектрического приемника, установленный в контрольной точке пути на входе станции, причем выход напольного блока фотоэлектрического приемника через первую линию передачи данных соединен с первым портом блока аппаратуры контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки, согласно изобретению второй порт блока аппаратуры контроля освобождения перегона через вторую линию передачи данных соединен с компьютером автоматизированного рабочего места оператора системы автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, а его третий порт через третью линию передачи данных соединен с компьютером автоматизированного рабочего места станции, соединенным с автоматизированной системой оперативного управления перевозками верхнего уровня иерархии управления перевозочным процессом, источник оптического сигнала, выполненный на светодиодах красного диапазона спектра излучения, подключен к автономному источнику электропитания через регулятор тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока кодирования, а напольный блок фотоэлектрического приемника оптического сигнала состоит из фотоэлектрического преобразователя, на входе которого установлен оптический фильтр красного диапазона спектра, выход фотоэлектрического преобразователя соединен с входом порогового элемента, выход которого является выходом блока напольного фотоэлектрического приемника оптического сигнала, при этом первый порт блока аппаратуры контроля освобождения перегона системы полуавтоматической блокировки соединен с первым портом микропроцессорного модуля мажоритарного принятия решения о проследовании поезда в полном составе, второй и третий порты которого соединены соответственно со вторым и третьим портами блока аппаратуры автоматического контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки, а его выход соединен с выходом блока аппаратуры контроля освобождения перегона системы полуавтоматической блокировки.
Для контроля прибытия поезда с перегона в полном составе на станциях используются различные информационные системы, из которых могут быть получены сведения об инвентарных номерах последних вагонов в составе прибывающих на станцию поездов. Одной из таких систем является автоматизированная система оперативного управления перевозками АСОУП. Сбор информации для автоматизированной системы оперативного управления перевозками АСОУП осуществляется от различных автоматизированных систем сортировочных и грузовых станций, терминалов на контейнерных пунктах, диспетчерских участков и пр. Другими системами, из которых могут быть получены сведения об инвентарных номерах последних вагонов в составе прибывающих на станцию поездов, являются системы, имеющие средства автоматического теленаблюдения и распознавания надписей на бортах вагонов. Все эти системы через линии передачи цифровых данных соединены с устройствами центрального поста железнодорожной автоматики и телемеханики станций. Входными данными в этих системах являются видеоизображения боковых поверхностей вагонов проходящего состава с двух сторон, сформированные видео- или телекамерами из состава напольного оборудования. Видеоизображения передаются на сервер распознавания, где с использованием программного обеспечения происходит обработка и автоматическое распознавание инвентарных номеров вагонов. Результаты распознавания инвентарных номеров вагонов хранятся в АРМ операторов систем.
Системы, обрабатывающие видео и оптические изображения, имеют зависимость от качества надписей и состояния атмосферы в зоне оптических датчиков и видеокамер (запыленность, снегопад, туман), и поэтому отдельно достоверность поступающий из них информации не достаточна, для целей обеспечения контроля проследования последнего вагона состава поезда при полуавтоматической блокировке.
На чертеже приведена схема устройства для контроля прибытия поезда в полном составе.
Устройство для контроля прибытия поезда в полном составе с железнодорожного перегона, оборудованного полуавтоматической блокировкой, содержит источник 1 оптического сигнала, закрепленный на последнем вагоне 2 состава поезда, и напольный блок 3 фотоэлектрического приемника, установленный в контрольной точке пути на входе станции, причем выход напольного блока 3 фотоэлектрического приемника через первую линию передачи данных соединен с первым портом блока 4 аппаратуры контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки, второй порт которого через вторую линию передачи данных соединен с компьютером 5 автоматизированного рабочего места оператора системы автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, а его третий порт через третью линию передачи данных соединен с компьютером 6 автоматизированного рабочего места станции, соединенным с автоматизированной системой оперативного управления перевозками верхнего уровня иерархии управления перевозочным процессом (на чертеже не показано), источник 1 оптического сигнала выполнен на светодиодах красного диапазона спектра излучения и подключен к автономному источнику 7 электропитания через регулятор 8 тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока 9 кодирования, напольный блок 3 фотоэлектрического приемника оптического сигнала состоит из фотоэлектрического преобразователя 10, на входе которого установлен оптический фильтр 11 красного диапазона спектра, выход фотоэлектрического преобразователя 10 соединен с входом порогового элемента 12, выход которого является выходом блока 3 напольного фотоэлектрического приемника оптического сигнала, при этом первый порт блока 4 аппаратуры контроля освобождения перегона системы полуавтоматической блокировки соединен с первым портом микропроцессорного модуля 13 мажоритарного принятия решения о проследовании поезда в полном составе, второй и третий порты которого соединены соответственно со вторым и третьим портами блока 4 аппаратуры контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки, а его выход (микропроцессорного модуля 13) соединен с выходом блока 4 аппаратуры контроля освобождения перегона системы полуавтоматической блокировки.
Устройство для контроля прибытия поезда в полном составе с железнодорожного перегона, оборудованного полуавтоматической блокировкой, работает следующим образом.
Поступление в блок 3 фотоэлектрического приемника длительного оптического сигнала с достаточным уровнем интенсивности вызывает его срабатывание. Достаточный уровень и длительность оптического сигнала является признаком пересечения источником 1 оптического сигнала, закрепленным на последнем вагоне 2 состава очередного поезда, области диаграммы направленности блока 3 фотоэлектрического приемника, в котором оптический сигнал обрабатывается следующим образом. Оптический сигнал от источника 1 проходит через входной оптический фильтр 11 красного диапазона спектра, не пропускающий сигналы других диапазонов спектра. После прохождения через входной фильтр 11 оптический сигнал преобразуется в электрический сигнал фотоэлектрическим преобразователем 10. С выхода фотоэлектрического преобразователя 10 электрический сигнал поступает на вход порогового элемента 12. Превышение уровнем электрического сигнала установленного порога чувствительности порогового элемента 12, вызывает срабатывание этого порогового элемента и появление на его выходе сигнала логической 1, который поступает на выход напольного блока 3 фотоэлектрического приемника. Если оптический сигнал на входе напольного блока 3 фотоэлектрического приемника имеет амплитудную модуляцию, то на выходе блока 3 будет кодовая последовательность импульсов, соответствующая закону, по которому осуществляется амплитудная модуляция оптического сигнала. Сигнал с выхода напольного блока 3 фотоэлектрического приемника через первую линию передачи данных и первый порт блока 4 аппаратуры контроля освобождения перегона поступает в первый порт микропроцессорного модуля 13 мажоритарного принятия решения, имеющего архитектуру, предназначенную для выполнения обработки информации, поступающей на его порты, с соблюдением требований стандартов по безопасности движения поездов.
Пороговый элемент 12 настроен таким образом, что он реагирует на изменения интенсивности светового потока все время, пока источник 1 оптического сигнала, закрепленный на последнем вагоне 2 состава уходящего поезда, находится от напольного блока 3 фотоэлектрического приемника на расстоянии порядка 20-50 метров. После этого электрический сигнал на входе порогового элемента 12 становится меньше порога срабатывания и на выходе порогового элемента 12 устанавливается сигнал логического 0. За время импульсной работы порогового элемента 12 микропроцессорный модуль 13 при самой высокой скорости уходящего поезда успевает принять из модулированного светового сигнала несколько полных циклов повторяющихся кодовых сообщений, несущих информацию о номере поезда, инвентарном номере вагона 2 и признаке того, что вагон 2 является последним вагоном в составе данного поезда. Микропроцессорный модуль 13 фильтрует случайные помехи и выделяет из принимаемого сигнала только полезную информацию, необходимую для выполнения функции автоматического контроля освобождения перегона. (Дополнительно, в качестве признака проследования последнего вагона состава поезда, можно контролировать монотонный характер уменьшения амплитуды электрического сигнала, поступающего на вход порогового элемента 12, по мере удаления последнего вагона 2 поезда от напольного блока 3 фотоэлектрического приемника. Для этого может использоваться аналого-цифровое преобразование электрического сигнала, поступающего на вход порогового элемента 12.) Момент времени появления первого импульса на выходе порогового элемента 12 является стартовым моментом для начала в микропроцессорном модуле 13 процесса обработки информации, относящейся к прохождению состава очередного проходящего поезда. После окончания приема последнего импульса от порогового элемента 12 микропроцессорный модуль 13 отсчитывает заданный интервал времени, в течение которого он должен получить и обработать все данные, необходимые ему для получения в блоке 4 аппаратуры контроля освобождения перегона результата и передачи его в систему полуавтоматической блокировки. Если по завершении этого интервала времени блок 4 аппаратуры контроля освобождения перегона не вырабатывает результат контроля освобождения перегона, то в системе полуавтоматической блокировки требуется от эксплуатационного персонала ручной ввод данных.
Если от источника 1 поступил сигнал, из которого микропроцессорный модуль 13 не выделил кодовую информацию либо по причине того, что это сигнал был от источника с немодулированным световым потоком (старого типа), либо при неблагоприятных для правильного декодирования модулированного светового сигнала условиях распространения светового потока, то принятие решения о проследовании последнего вагона поезда микропроцессорный модуль 13 осуществляет на основе данных, которые поступают от компьютера 6 автоматизированного рабочего места работника данной станции, соединенного с автоматизированной системой оперативного управления перевозками верхнего уровня иерархии управления перевозочным процессом, и от компьютера 5 автоматизированного рабочего места оператора системы автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, нанесенных на бортах вагонов. В этом случае микропроцессорный модуль 13 производит проверку совпадения инвентарного номера последнего вагона 2 состава этого поезда, считанного системой автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов в компьютер 5 автоматизированного рабочего места оператора системы, с инвентарным номером последнего вагона 2 данного поезда, запрошенным из компьютера 6 автоматизированного рабочего места автоматизированной системой оперативного управления перевозками. Компьютер 5 автоматизированного рабочего места системы автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов передает во второй порт микропроцессорного модуля 13 список 5-6 инвентарных номеров вагонов в конце состава поезда, распознанных в интервал времени, предшествующий моменту времени появления первого импульса на выходе порогового элемента 12. Инвентарный номер вагона, распознанный последним и, пока предположительно, относящийся к последнему вагону 2 в составе поезда, не передается и хранится в памяти микропроцессорного модуля 12 для последующего сопоставления с данными об инвентарном номере последнего вагона 2 в составе данного поезда, которые хранятся в базе данных автоматизированной системы оперативного управления перевозками АСОУП.
Микропроцессорный модуль 13 передает список из упомянутых 5-6 инвентарных номеров вагонов в компьютер 6 автоматизированного рабочего места автоматизированной системы оперативного управления перевозками. Компьютер 6 автоматизированного рабочего места автоматизированной системы оперативного управления перевозками направляет запрос в базу данных автоматизированной системы оперативного управления перевозками АСОУП о номере поезда, имеющем совпадающий список инвентарных номеров вагонов. Если такой поезд там находится, то компьютер 6 автоматизированного рабочего места получает в ответе на запрос номер последнего вагона 2 в составе этого поезда. Микропроцессорный модуль 13 сравнивает принятый из автоматизированной системы оперативного управления перевозками АОСУП инвентарный номер последнего вагона 2 в составе данного поезда с хранящимся в его памяти инвентарным номером вагона 2, распознанного последним системой автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов. При совпадении этих инвентарных номеров вагонов, микропроцессорный модуль 13 формирует сигнал о проследовании данного поезда в полном составе и передает его с выхода блока 4 аппаратуры контроля освобождения перегона в систему полуавтоматической блокировки.
Если от источника 1 оптического сигнала поступал модулированный сигнал, из которого микропроцессорный модуль 13 успешно выделил всю кодовую информацию, то, прежде всего, именно эта информация используется микропроцессорным модулем 13 для контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки.
Кодовая информация заносится в память блока 9 кодирования при формировании состава поезда. В процессе движения поезда блок 9 кодирования непрерывно воздействует кодовым сигналом на вход управления регулятора 8 тока, который под воздействием этого сигнала изменяет уровень тока, протекающего через источник 1 оптического сигнала от автономного источника 7 электропитания. Регулятор 8 тока может быть выполнен в виде транзисторного ключа с параллельным резистором (на чертеже не показано), уменьшающим уровень тока через источник 1 оптического сигнала при закрытии транзисторного ключа. Кодовый сигнал от блока 9 кодирования содержит кодовый признак последнего вагона 2 в составе поезда, код инвентарного номера этого вагона, а также код номера самого поезда. Как отмечалось выше, по номеру поезда можно определить инвентарный номер последнего вагона 2 в составе поезда с данным номером. Для мажоритарного выбора блоком 4 сигнала контроля освобождения перегона в системе полуавтоматической блокировки достаточно, чтобы информация, извлеченная из кодового оптического сигнала, совпала с информацией, полученной другим независимым путем, по крайней мере, из одного из компьютеров автоматизированных рабочих мест. Из компьютера 5 автоматизированного рабочего места оператора системы автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, для сопоставления с инвентарным номером последнего вагона 2, извлеченным из кодового оптического сигнала, берется последний распознанный инвентарный номер вагона 2 в последовательности номеров, полученных посредством автоматического распознавания инвентарных номеров вагонов, нанесенных на бортах вагонов.
Вначале из компьютера 6 автоматизированного рабочего места посылается в базу данных автоматизированной системы оперативного управления перевозками АСОУП запрос с известным из кодового оптического сигнала номером поезда. Когда в ответ на запрос компьютер 6 автоматизированного рабочего места получает из базы данных автоматизированной системы оперативного управления перевозками АСОУП соответствующий номеру этого поезда инвентарный номер последнего вагона 2, то он передает его в микропроцессорный модуль 13, который проверяет совпадение инвентарного номера последнего вагона 2, извлеченного из кодового оптического сигнала, с инвентарным номером последнего вагона 2, полученным из компьютера 6 автоматизированного рабочего места.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достичь достаточный уровень безопасности двухканальных дублированных систем обработки информации, необходимый для выполнения нормативных требований по безопасности движения поездов для полуавтоматической блокировки. Поскольку принятие решения микропроцессорным модулем 13 в блоке 4 базируется на нескольких альтернативных вариантах (по принципу совпадения информации не менее чем от двух независимых источников информации из возможных трех), то данное устройство позволяет достичь высокого уровня надежности при сбоях в работе одного любого из каналов независимой исходной информации, если два любых других канала работают нормально. Для дополнительного повышения надежности, путем коррекции ошибок, в кодовые сигналы может быть введена информационная избыточность.