ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПЕРЕЕЗДАХ

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам управления переездной сигнализацией и предназначена для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожном переезде.
Известно устройство для обнаружения транспортных средств на переезде (патент РФ №2330774). Сущность устройства состоит в том, что к стандартному оборудованию переезда добавляются дополнительные блоки включения, передатчик сигнала торможения и приемопередатчик сигнала обнаружения объекта и разрешения движения. Все устройства соединены с направленными антеннами, размещаемыми определенным образом в зоне переезда. Так же на самом транспортном средстве необходимо наличие антенны, подключенной к приемнику, связанному с блоком управления движения, и исполнительный механизм управления тормозами. После включения на переезде запрещающего сигнала светофора активизируется блок включения, а затем переводится в рабочее состояние передатчик сигнала торможения и приемопередатчик сигнала обнаружения объекта и разрешения движения. Если в зоне переезда (зоне покрытия радиосигнала) присутствует препятствие, то будут наблюдаться изменения в отраженном сигнале. При наличии на транспортном средстве дополнительной аппаратуры, оно будет идентифицировано. Для использования такого устройства необходимо оснастить все автомобильные средства антеннами и блоками управления тормозами, а также требуется большое количество дополнительного оборудования устанавливаемого на переезде. Существенным недостатком является применение в устройстве датчика, не позволяющего обнаружить препятствие, отличное от автомобиля, и расположенное непосредственно на железнодорожном переезде.
Наиболее близким по техническому решению является устройство (патент РФ №2284939), включающее в себя оборудование, размещенное на переезде: видеокамеры, блок управления режимом работы видеокамер, который связан с переездной сигнализацией и передатчиком сигнала видеокамер. При этом переезд дополнительно оснащается оптическими датчиками, с помощью которых определяются усредненные параметры освещенности и контрастности в зоне контроля. Обнаружение объекта основано на сравнении эталонных сигналов видеокамер с фактическими сигналами в реальном времени, дополненными усредненными параметрами освещенности и контрастности. Фактические сигналы передаются на приемник, установленный на рельсовом транспортном средстве (локомотиве). С помощью компьютера происходит обработка изображения и последующая передача выделенного препятствия на монитор транспортного рельсового средства. Недостатком предложенного устройства является невозможность определения движения машин в зоне железнодорожного переезда, необходимость установки дорогостоящего оборудования включающего в себя мощный передатчик и широкополосный радиоканал для передачи телевизионного изображения.
Целью полезной модели является повышение безопасности движения в зоне железнодорожного переезда за счет обнаружения опасных объектов и анализа ситуации непосредственно в зоне железнодорожного переезда и передачи сигнала о ситуации на переезде в виде возможных трех состояний с использованием узкополосного радиоканала и маломощного передатчика.
Указанная цель достигается тем, что система содержит видеокамеры, установленные на разных сторонах железнодорожного переезда, блок управления поездной сигнализацией, блок регистрации поезда, блок записи и хранения эталонного сигнала, блок определения параметров препятствия, блок анализа ситуации, передатчик, предающий управляющий сигнал на приемник локомотива; видеокамеры расположены таким образом, что в области их видимости находится не только сам переезд (пересечение автомобильной дороги и железнодорожных путей), но и подъезды к нему, что позволяет осуществлять контроль и анализ появления автомобилей и других транспортных средств, являющимися потенциальными причинами возникновения аварийных ситуаций
Заявляемое устройство обеспечивает контроль нахождения поезда на участке вблизи переезда. Длина участка, на котором осуществляется контроль наличия поезда, зависит от типа сигнализации и максимально допустимой скорости движения поезда на участке. Минимальная длина участка приближения выбирается такой, чтобы время извещения было не менее 42 с.
Предлагаемое устройство выполняет две функции. Первая - определение препятствия, расположенного непосредственно на переезде (на железнодорожных путях) - определяется местоположение постороннего, неподвижного объекта, его размер и делается вывод об его потенциальной опасности для движения поезда. Вторая - анализ ситуации на переезде - фиксируются подъезжающие к переезду транспортные средства, вычисляется их скорость и траектория движения, прогнозируется ситуация возможности столкновения с приближающимся поездом.
На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемой системы.
При обнаружении поезда в пределах участка приближения с блока управления поездной сигнализацией 1 с помощью датчика наличия колесной пары (педали) системе поступает сигнал о приближении поезда к переезду. В блоке регистрации поезда 3 определяются параметры рельсового транспортного средства, а именно его скорость и время прохождения поездом железнодорожного переезда, затем эти данные поступают на блок анализа ситуации 6. Снятое видеокамерами изображение поступает на блок обработки изображения 2, где снижается уровень помех, корректируется параметры изображения для сравнения в блоке записи и хранения эталонного сигнала 4, отснятое изображения сравнивается с эталонным сигналом и делается вывод о существовании препятствия на переезде и вычисляются его размеры и тип в блоке определения параметров препятствия 5. После определения параметров препятствия сигнал поступает на блок анализа ситуации 6, оцениваются параметры и размеры объекта, и определяется степень опасности препятствия.
Видеокамеры расположены таким образом, что в их поле видимости находится не только непосредственное место пересечения автомобильной дороги и железнодорожных путей, но и автомобильные подъезды к переезду. Объект, находящийся в границах железнодорожного переезда, фиксируется видеокамерами. Сигнал после блока обработки изображения 2, поступает на блок определения параметров препятствия 5, вычисляется скорость и траектория движения, рассчитывается предполагаемое время пересечения транспортным средством железнодорожных путей, которое сравнивается со временем пересечения переезда поездом (данные с блока регистрации поезда 3 поступают в блок анализа ситуаций) в блоке анализа ситуаций 6. По результатом сравнения определяется возможность опасной ситуации на переезде.
В состав дополнительного оборудования, установленного на локомотиве, входят приемник сигнала 8, на который поступает информация с передатчика 7, монитор 9, представляющий собой светодиодную панель с тремя цветовыми индикаторами, блок регистрации аварийных ситуаций 10, Монитор может отображать три возможных ситуации: нормальное движение - переезд свободен (зеленый индикатор), снижение скорости в связи с возможной аварийной ситуацией (желтый индикатор), экстренное торможение при обнаружении препятствий на переезде (красный индикатор).
Сигнал с передатчика, подключенного к блоку анализа ситуации, поступает по радиоканалу на приемник, установленный в кабине машиниста локомотива. Данные с приемника поступают на монитор и блок регистрации аварийных ситуаций. Машинист предпринимает действия, в соответствии с указаниями системы и реальной дорожной обстановкой. Для привлечения внимания машиниста предлагаемая система дополняется звуковым оповещением. В локомотивах нового образца для реализации такой задачи можно подключиться к штатной системе электровоза.
Блоки регистрации поезда, обработки изображения, записи и хранения эталонного сигнала, определения параметров препятствия, анализа ситуации представляют собой программную часть промышленного компьютера, установленного на переезде, к которому подключены видеокамеры. Промышленный компьютер представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить процесс сравнения сигналов, входящих с видеокамер, с эталонным сигналом, определять параметры и характеристики объектов, а также анализировать возможные ситуации.
Использование предлагаемой модели позволит повысить безопасность движения на неконтролируемых железнодорожных переездах за счет возможности обнаружения опасных объектов и анализа ситуации непосредственно в зоне железнодорожного переезда и передачи сигнала о ситуации на переезде в виде возможных трех состояний с использованием узкополосного радиоканала и маломощного передатчика.