УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПОВЕЩЕНИЯ ПУТЕВЫХ БРИГАД О ПРИБЛИЖЕНИИ ПОЕЗДА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно - к обеспечению безопасности на железнодорожном транспорте и может использоваться в устройствах для оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении поезда.
Известны технические решения, направленные на обеспечение безопасности работ на рельсовом пути, например, заключающиеся в ограждении сигналами остановки места проведения работ и выделении сигналиста для визуального наблюдения за приближением поезда с последующим оповещением работников бригады (Крейнис З.Л., Коршикова Н.П. Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути. УМК МПС, М., 2001, с.503). Такие решения, однако, малоэффективны и не обеспечивают необходимой безопасности, в том числе из-за субъективных факторов.
Известна, например, система «Сирена» для оповещения путевых бригад о приближении поезда (Пономарев В.М., Левицкий А.Л. Безопасность труда на железнодорожном транспорте. «Транспорт», М., 1992, с.111-112). В релейных шкафах, наиболее близких к месту проведения работ, устанавливают датчики, генератор сигналов оповещения и радиостанцию. Вторая радиостанция, снабженная сигнализатором оповещения, находится у бригадира на месте проведения работ. Такая система, однако, также малоэффективна, поскольку вблизи места проведения работ может не оказаться релейного шкафа, а результаты оповещения зависят от состояния радиостанций и человеческого фактора.
Известны и другие устройства для оповещения о приближении поезда, различной конфигурации и принципу действия (например, SU 844436 А1, 1978; RU 2268836 C2, 2005; DE 19746590 А1, 1999; EP 0816200 А1, 1998). Однако все они не обладают в полной мере возможностями для надежного оповещения о приближении поезда и недостаточно эффективны в эксплуатации.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство для оповещения путевых бригад о приближении поиска, содержащее два рельсовых модуля, подключенных каждый к рельсовому пути по разные стороны от места проведения работ, и размещенный в месте проведения работ модуль бригадира, связанный с рельсовыми модулями и включающий узлы звуковой и световой сигнализации (RU 2016800 С1, 1994). В этом устройстве каждый из рельсовых модулей выполнен в виде реактивного элемента на основе электролитического конденсатора. Модуль бригадира подключен непосредственно к рельсовому пути и включает блок коммутации, блок временной задержки, приемник, пороговый блок, формирователь сигнала оповещения, блок сигнализации и переносный блок источников питания. Передатчик модуля бригадира вырабатывает низкочастотные импульсы, поступающие к реактивным элементам. При отсутствии поезда на участках приближения происходят периодически заряд и разряд электролитических конденсаторов и модуль бригадира формирует сигнал отсутствия тревоги - короткие звуковые сигналы малого уровня громкости и проблесковые сигналы узла световой индикации. При вступлении поезда на контролируемый участок происходит шунтирование колесной парой реактивных элементов и модуль бригадира формирует прерывистые удлиненные звуковые сигналы с высоким уровнем громкости и световой сигнал высокой интенсивности. Предусмотрено также формирование специальных сигналов при обрыве рельсового пути и появления неисправности в устройстве для оповещения.
Однако при эксплуатации этого устройства бригадир (или работник путевой бригады) вынужден отвлекаться на обслуживание рельсовых модулей, устройство не дает полного комплекса информации о приближении поезда, не предусмотрена возможность индивидуального оповещения всех членов бригады, а не только бригадира, отсутствует возможность контроля за выполнением должностных инструкций (при удалении от места работ на критическое расстояние), не обеспечивается возможность фиксации событий и переговоров, в случае выхода из строя рельсовых модулей устройство становится полностью неработоспособным. Это в том числе не позволяет обеспечить высокую степень безопасности работ путевых бригад и оптимальные условия для их работы. Поэтому оно имеет недостаточно высокую эксплуатационную эффективность.
Задачей полезной модели является создание устройства для оповещения путевых бригад о приближении поезда, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности устройства для оповещения путевых бригад о приближении поезда.
Это достигается тем, что в устройство для оповещения путевых бригад о приближении поезда, содержащем два рельсовых модуля, подключенных каждый к рельсовому пути по разные стороны от места проведения работ, и размещенный в месте проведения работ модуль бригадира, связанный с рельсовыми модулями и включающий узлы звуковой и световой сигнализации, введены два модуля сигналиста, к каждому из которых подключена радиостанция сигналиста и каждый из которых размещен в непосредственной близости от соответствующего рельсового модуля и связан с модулем бригадира и с соответствующим рельсовым модулем, при этом к модулю бригадира подключена радиостанция бригадира, а связь между каждым из рельсовых модулей с соответствующим модулем сигналиста выполнена в виде радиоканала посредством приемопередающих блоков, входящих в состав рельсовых модулей и модулей сигналиста, а связь модулей сигналиста с модулем бригадира выполнена в виде радиоканала посредством радиостанций сигналиста и бригадира. В устройство могут быть введены связанные радиоканалом с радиостанцией бригадира индивидуальные приемники по количеству работников на месте проведения работ, при этом в модуль бригадира введен приемо-передающий блок модуля бригадира. В устройство могут быть введены по меньшей мере один дополнительный рельсовый модуль с каждой из сторон от места проведения работ. Каждый из рельсовых модулей может содержать последовательно соединенные электромагнитный датчик, дифференциальный усилитель, полосовой фильтр и детектор, один из выходов которого подключен к одному из входов микропроцессора, а другой выход подключен через последовательно соединенные таймер и компаратор к другому входу микропроцессора, связанному с приемо-передающим блоком рельсового модуля, при этом рельсовый модуль снабжен собственным источником питания. Каждый из модулей сигналиста может содержать приемо-передающий блок модуля сигналиста и подключенный к нему микроконтроллер модуля сигналиста, соединенный с приемопередающим блоком модуля сигналиста и модемом модуля сигналиста, блок управления радиостанцией сигналиста с подключенными к нему узлом звуковой сигнализации и микрофоном модуля сигналиста, и узел световой сигнализации модуля сигналиста, при этом модуль сигналиста снабжен собственным источником питания. Модуль бригадира может содержать микроконтроллер модуля бригадира, соединенный с регистратором событий и модемом модуля бригадира, соединенный с микроконтроллером модуля бригадира блок управления радиостанцией бригадира с подключенными к нему узлом звуковой сигнализации и микрофоном модуля бригадира, связанный с модемом и микроконтроллером модуля бригадира, и узел световой сигнализации модуля бригадира, при этом модуль бригадира снабжен собственным источником питания.
Указанный технический результат обеспечивается всей совокупность существенных признаков.
На фиг.1 показана структурная схема устройства для оповещения путевых бригад о приближении поезда. На фиг.2 показана блок-схема рельсового модуля. На фиг.3 показана блок-схема модуля сигналиста. На фиг.4 показана блок-схема модуля бригадира.
Устройство содержит два рельсовых модуля 1, установленных каждый на рельсовом пути 2 по разные стороны от места проведения работ и размещенный в месте проведения работ модуль 3 бригадира, включающий узлы 4 и 5 звуковой и световой сигнализации соответственно. Может иметься по меньшей мере один дополнительный рельсовый модуль с каждой из сторон от места проведения работ (на чертежах не показаны). Модуль 3 бригадира связан с рельсовыми модулями 1 через соответствующий модуль 6 сигналиста, каждый из которых размещен в непосредственной близости от соответствующего рельсового модуля 1. Модули 6 сигналиста связаны с рельсовыми модулями 1 радиоканалом посредством приемо-передающих блоков 7 и 8, входящих в состав рельсовых модулей 1 и модулей 6 сигналиста соответственно. Связь модулей 6 сигналиста с модулем 3 бригадира выполнена в виде радиоканала посредством радиостанций 9 и 10 сигналиста и бригадира соответственно (например. Motorola GP-340). Устройство может преимущественно содержать индивидуальные приемники (пейджеры) по количеству работников на месте проведения работ, связанные радиоканалом с приемо-передающим блоком модуля бригадира (на чертежах не показаны). Каждый из рельсовых модулей 1 может преимущественно содержать последовательно соединенные электромагнитный датчик 11, дифференциальный усилитель 12, полосовой фильтр 13 и детектор 14, один из вводов которого подключен к одному из входов микропроцессора 15, а другой выход подключен через последовательно соединенные таймер 16 и компаратор 17 к другому выходу микропроцессора 15, связанному с приемопередающим блоком 7, при этом рельсовый модуль 1 снабжен собственным источником питания 18. Каждый из модулей 6 сигналиста содержит приемопередающий блок 8 и подключенный к нему микроконтроллер 19, соединенный с приемо-передающим блоком 8 и модемом 20, соединенный с микроконтроллером 19 блок 21 управления радиостанцией 9 сигналиста с подключенными к нему узлом 22 звуковой сигнализации (например, динамиком) и микрофоном 23, и узел 24 световой сигнализации, при этом модуль 6 сигналиста снабжен собственными источником питания 25. Модуль 3 бригадира может преимущественно содержать микроконтроллер 26, соединенный с регистратором 27 событий и модемом 28, соединенный с микроконтроллером 26 блок управления радиостанцией 29 бригадира с подключенными к нему узлом 4 звуковой сигнализации (например, динамиком) и микрофоном 30, и узел 5 световой сигнализации, при этом модуль бригадира снабжен собственным источником питания 31. Узлы 24 и 32 световой сигнализации могут быть соединены, например, с микроконтроллерами 19 и 26 соответственно, а в качестве индикаторов электрического напряжения - к источникам питания 25 и 33 соответственно.
Каждый из рельсовых модулей 1 с помощью магнитов устанавливается на шейку рельса рельсового пути 2 на расстоянии 1,5-2 км по обе стороны от места проведения работ. В непосредственной близости (3-20 м) от каждого рельсового модуля 1 располагается сигналист с модулем 6 сигналиста и радиостанцией 9 сигналиста. Рельсовые модули 1 и модули 6 сигналиста через свои приемо-передающие блоки 7 и 8 соответственно постоянно контролируют состояние устройства для оповещения - наличие приближающегося поезда, качество радиосвязи, заряда источников питания 18, 25 и др. Данные о работе всей системы поступают по радиоканалу от обоих модулей 6 сигналиста в модуль 3 бригадира. В случае отсутствия канала радиосвязи или отказа любой составной части системы, бригадир и сигналисты получают предупреждающие сигналы в виде звукового (голосового и сигнального звукового) и светового предупреждений. В случае приближения поезда рельсовый модуль 1 через радиотракт доставляет соответствующий сигнал сигналисту и бригадиру. При получении такого сигнала бригадир и сигналист подтверждают его получение через свои модули 3 и 6, при этом сигналист узнает, например, за счет зажегшегося индикатора, что бригадир получил сигнал о приближении поезда.
Устройство для оповещения может работать в трех режимах - режим голосовой связи, полуавтоматический режим, автоматический режим (основной).
Режим голосовой связи используется для речевых переговоров между бригадиром и сигналистами. При этом сигналисты и бригадир переводят свои радиостанции 9 и 10 в режим голосовой связи, сигналисты размещаются в местах установки рельсовых модулей 1, периодически проверяя качество связи и связываясь с бригадиром. После установки и включения рельсовых модулей 1 они докладывают бригадиру о готовности. Далее, при активации устройства для оповещения режимом голосовой связи можно пользоваться для переговоров.
Полуавтоматический режим может использоваться для работы без рельсовых модулей 1, при этом сигналист визуально определяет приближение поезда и передает соответствующий сигнал бригадиру.
В автоматическом режиме работы устройство для оповещения автоматически определяет наличие включенных рельсовых модулей 1 через радиоканалы модулей 6 сигналистов. Рельсовые модули 1 передают сигналы о наличии связи, наличие или отсутствие приближающегося поезда, состояние источника питания 18, температуру внутри рельсового модуля 1 для дальнейшей обработки микроконтроллером 19 модуля 6 сигналиста. Модуль 3 бригадира периодически отсылает и принимает кодовые посылки модулям 6 сигналиста и принимает ответ о приближающемся поезде и о состоянии каналов связи. В случае отсутствия любого из каналов связи, бригадир и сигналисты получают звуковую и световую информацию о неисправности.
Работа рельсовых модулей 1 основана на использовании явления возникновения поверхностных акустических волн в рельсовом пути 2 при движении поезда, которые снимаются электромагнитным датчиком 11 и преобразуются в электрическое напряжение. Входящий в состав рельсового модуля 1 микропроцессор 15 рассчитывает градиент сигнала приближающегося поезда, включает приемо-передающий блок 7 и подает команду на передачу состояния рельсового модуля 1 к модулю 6 сигналиста. Рельсовый модуль 1, выполненный, например, по блок-схеме фиг.2, определяет приближение поезда по комплексу показателей - уровню сигнала, спектральной составляющей, непрерывности сигнала, градиенту сигнала, времени воздействия совокупности параметров, что обеспечивает высокую степень надежности идентификации результата и способствует повышению безопасности при проведении работ на рельсовом пути 2.
Модули 6 сигналиста в основном режиме работы по заданному в микроконтроллере 19 алгоритму связываются через свой приемопередающий блок 8 с рельсовым модулем 1 и через радиостанцию 9 с модулем 3 бригадира. Модуль 6 сигналиста, выполненный, например, по блок-схеме фиг.3, обеспечивает постоянный мониторинг состояния соответствующего рельсового модуля 1, отображает исправность канала связи с модулем 3 бригадира и состояние рельсового модуля 1 с помощью звуковой и световой сигнализации для сигналиста и ретранслирует это состояние через радиостанцию 9 на модуль 3 бригадира. Модуль 6 сигналиста контролирует нахождение сигналиста в отведенной ему дистанции от рельсового модуля 1. В случае недопустимого удаления сигналиста, модуль 6 сигналиста вырабатывает сигналы предупреждения как для сигналиста, так и бригадира. Одной из функций модуля 6 сигналиста является возможность контроля за работой сигналиста - при приближении поезда модуль 6 сигналиста не только извещает об этом сигналиста, но и ждет от него подтверждения получения сообщения, в противном случае будет сформирован сигнал неактивности сигналиста, который передается на модуль 3 бригадира и сохранен в регистраторе событий 27. Наличие таких модулей 6 сигналистов повышает безопасность при проведении работ на рельсовом пути 2, в том числе за счет возможности расширения объема значимой информации для бригадира, и расширение функциональных возможностей устройства (например, за счет возможности оповещения о приближении поезда при выходе из строя рельсовых модулей 1).
Модуль 3 бригадира, выполненный, например, по блок-схеме фиг.4, формирует управляющие команды для радиоканалов, принимает сигналы от модулей 6 сигналистов, выдает звуковые и световые сигналы бригадиру о состоянии устройства для оповещения в целом, регистрирует все события и через радиостанцию 10 обеспечивает голосовую связь между бригадиром и сигналистами. Это повышает удобство эксплуатации устройства для оповещения за счет снабжения бригадира полным объемом необходимой информации, одновременно не требуя какого-либо участия в обслуживании рельсовых модулей 1 и позволяя сосредоточиться на работах путевой бригады, например, по ремонту рельсового пути 2.
Устройство реализовано в виде Комплекса Обеспечения Безопасности работ Автоматического («КОБРА») и апробировано на Московской железной дороге (Московско-Рязанская дистанция пути ПЧ-5, перегон Панки-Красково), Октябрьской железной дороге (Санкт-Петербург-Витебская дистанция пути ПЧ-19, перегон Проспект славы-Купчино), Западно-Сибирской железной дороге (Чулымская дистанция пути ПЧ-10, перегон Чулымская-Дублинская). Результаты апробации подтвердили его высокую эксплуатационную эффективность.
Устройство для оповещения путевых бригад о приближении поезда, выполненное в соответствии с полезной моделью, таким образом обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичными.