Система обеспечения безопасности на железной дороге

Полезная модель относится к области охраны железнодорожного пути.

Задача создания полезной модели, совпадающая с техническим результатом, достигнутым при использовании изобретения: обеспечение эффективного видеонаблюдения в темное время суток, при плохой погоде, при минимальных энергетических затратах и обеспечение обнаружения оптических приборов, направленных в сторону охраняемого объекта (железнодспожного пути).

Решение указанных задач достигнуто в системе обеспечением безопасности на железной дороге включающая, компьютер к которому подключены видеокамеры, тем, что согласно изобретению к компьютеру дополнительно подключены тепловизоры, размещенные вдоль железнодорожного пути, а к видеокамерам прикреплены лазеры подсветки. Тепловизоры и видеокамеры установлены в два ряда по обе стороны железнодорожного пути с равным интервалом и со смещением на половину интервала в рядах. Видеокамеры и тепловизоры размещенные вдоль железнодорожного пути и установлены с чередованием. Система может содержать подсистему громкоговорящего оповещения. Система может содержать подсистему экстренной связи. Система может содержать подсистему периметральной сигнализации.

1 с.п-та ф.-лы, 5 зав. п.та, илл. 6

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для обеспечения безопасности на железнодорожной дороге.

Известны способ управления транспортной системой по критерию минимума задержек в доставке пассажиров и грузов в система для его использования (см. US 7219067 A1, 15.05.2007). Известный способ; включает сбор реальных параметров функционирования множества систем железнодорожного транспорта, отвечающих за доставку пассажиров и грузов, сравнение реальных параметров систем с допустимыми границами и выдачи рекомендаций системам по проведению работ, направленных на оптимизацию перевозочного процесса в сложной железнодорожной системе. Система управления транспортной системой, используемая известный способ, включает множество систем железнодорожного транспорта, отвечающих за доставку пассажиров и грузов, каждая из которых включает средства для сбора реальных параметров функционирования, средства для задания стандартных параметров функционирования, блок сравнения реальных и стандартных параметров системы и средство для формирования порядка действий, направленных на оптимизацию процесса перевозок пассажиров и грузов с помощью имеющихся у системы средств. Однако известное изобретение не решает задачу оптимизации работы управления обеспечением безопасности железнодорожного транспорта.

Известно изобретение на способ оптимизации работы железнодорожного транспорта и многоуровневая система для его осуществления (см. RU 2006125429 А, 27.01.2008, прототип). Этот способ заключается в том, что во время работы системы осуществляют сбор реальных параметров функционирования систем и подсистем, отвечающих за управление инфраструктурой железных дорог, сравнивают реальные параметры систем и подсистем с допустимыми границами, и при выходе реальных параметров работы системы и/или ее подсистем за допустимые границы производят определенные посредством симуляции работы по восстановлению системы и/или ее подсистем в почти реальном времени, работы осуществляют в ответ на каждый случай изменения состояния системы и/или ее подсистем и в каждом назначенном текущем интервале времени их работы.

Система, использующая этот способ, содержит системы и подсистемы, отвечающие за управление инфраструктурой железных дорог, каждая из которых включает средства для сбора и реальных параметров функционирования, средства для задания стандартных параметров функционирования и блок сравнения реальных и стандартных параметров системы, средства для восстановления системы, при этом каждый из блоков и средств каждой системы и/или подсистемы связаны между собой программно-аппаратным модулем, выполненным с возможностью задания и контроля правил функционирования соответствующей системы и/или подсистемы.

Известные способ и устройство обеспечивают оптимизацию перевозочного процесса в сложной иерархической железнодорожной системе, но не достаточно детализируют принципы управления системой обеспечения безопасности, что ограничивает область его применения./

Задача создания изобретения, совпадающая с техническим результатом, достигнутым при использовании изобретения: обеспечение эффективного видеонаблюдения в темное время суток, при плохой погоде, при минимальных энергетических затратах и обеспечение обнаружения оптических приборов, направленных в сторону охраняемого объекта (железнодорожного пути).

Решение указанных задач достигнуто в системе обеспечением безопасности на железной дороге включающая, компьютер к которому подключены видеокамеры, тем, что согласно изобретению к компьютеру дополнительно подключены тепловизоры, размещенные вдоль железнодорожного пути, а к видеокамерам прикреплены лазеры подсветки. Тепловизоры и видеокамеры установлены в два ряда по обе стороны железнодорожного пути с равным интервалом и со смещением на половину интервала в рядах. Видеокамеры и тепловизоры размещенные вдоль железнодорожного пути и установлены с чередованием. Система может содержать подсистему громкоговорящего оповещения. Система может содержать подсистему экстренной связи. Система может содержать подсистему периметральной сигнализации.

Тепловизор - устройство для наблюдения за распределением птемпературы исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на экране монитора компьютера (или записывается в его памяти на жестком диске) как цветовое поле, где определенной температуре соответствует определенный цвет. Как правило, на дисплее отображается диапазон температуры видимой в объектив поверхности. Типовое разрешение современных тепловизоров - 0,1°С. В наиболее бюджетных моделях тепловизоров, информация записывается в память устройства и может быть считана через интерфейс подключения к компьютеру. Такие тепловизоры обычно применяют в паре с Персональным компьютером -ПК и с программным обеспечением, позволяющим принимать данные с тепловизора в режиме реального времени.

Различают наблюдательные и измерительные тепловизоры. Первые просто делают изображение в инфракрасных лучах видимым в той или иной цветовой шкале, они применяются в системах безопасности. Измерительные тепловизоры, кроме того, присваивают значению цифрового сигнала каждого пиксела соответствующую ему температуру, в результате чего получается картина распределения температур. Применяется тепловизоры в различных областях техники, но его применение ограничено относительно высокой стоимостью. До последнего времени тепловизоры не могли конкурировать с видеокамерами из-за высокой стоимости. Но учитывая, что видеокамеры обеспечивали видеонаблюдение в ночное время только с применением инфракрасной подсветки, которые потребляют много энергии, появилась возможность замены видеокамер тепловизорами.

Сущность полезной модели поясняется чертежами и фото (фиг.16), где:

на фиг.1 представлена схема системы обеспечения безопасности, на фиг.2 представлена схема тепловизионного видеонаблюдения железнодорожного пути в вертикальной плоскости,

на фиг.3 представлена схема охвата тепловизионным видеонаблюдением железнодорожного пути в горизонтальной плоскости,

на фиг.4 приведена схема осуществления системы безопасности железнодорожного пути.

на фиг.5 приведено обоснование интервала установки тепловизоров, на фиг.6 приведен внешний вид видеокамеры, сблокированной с лазером подсветки.

Система безопасности для реализации предложенного способа (фиг.1...6) предназначена для контроля железнодорожного пути 1. С обеих сторон железнодорожного пути установлены столбы 2 и 3, которые в конкретном случае используются для монтажа средств обеспечения безопасности, в первую очередь видеокамер и тепловизоров. Система содержит подсистему обработки информации 4, содержащую, в свою очередь компьютер (системный блок) 5, подключенный к нему монитор 6, клавиатуру 7, манипулятор типа «мышь» 8. Платы видеоввода и мультиплексор на схеме (фиг.1) не показаны, предполагается, что они входят в состав копмьютера.5. Программное обеспечение для работы системы разработано и подано на регистрацию в ФИПС.

Все комплектующие подсистемы сбора и обработки информации 4 соединены электрическими связями 9. Система обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте также содержит подсистему видеонаблюдения 10, в которую входят видеокамеры 11 и соединенные с ними лазеры подсветки 12, которые соединены проводными каналами связи 9 с компьютером 5. Кроме того, система содержит подсистему тепловизионного наблюдения 13, в которую входят тепловизоры 14, соединенные электрическими связями 9 с компьютером 5. Еще система содержит подсистему громкоговорящего оповещения 15, содержащую, в свою очередь, микрофоны 16 и громкоговорители 17. В систему входит подсистема экстренной связи 18, содержащая, в свою очередь микрофоны 16, Уединенные электрическими связями 7 с динамиками 17. В систему входит система периметральной сигнализации 18, в которую входит контроллер 19, с которым электрическими связями 7 соединены датчики безопасности 20.;

Основной особенностью системы является применение в ней видеокамер 11 с лазерами подсветки 12 в ИК-диапазоне и тепловизоров 14 (фиг.1). Видеокамеры 11 и тепловизоры 14 имеют определенные зоны охвата 24 в вертикальной и горизонтальной плоскостях и выполнены с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях.. Кроме того, маскимальное расстояние, на котором можно обнаружить объект ограничено Амакс.. Для обеспечения сплошного перекрытия охраняемой зоны (железнодорожного пути 1) предпочтительно установить тепловизоры 11 по обе стороны железнодорожного пути 1 (фиг.5) с интервалом между тепловизорами 11 в рядах L=300400 м. При меньшем расстоянии стоимость системы значительно увеличится, а при большем - объект (правонарушитель) не может быть распознан.

Система обеспечения безопасности на железной дороге работает следующим образом.

Включают компьютер 3 и подают питание на все подсистемы, в том числе подсистемы 8, 10, 12 15 и 18.Вся информация с подсистем 8, 10, 12, 15 и 18 передается на компьютер 3. Визуальная информация с видеокамер 9 и тепловизоров 11 отображается на мониторе 4. Информация с тепловизоров 11 снимается не только днем, но и в ночное время без подсветки.

Стоимость проекта системы (два варианта) приведена в табл.1 и 2.

Табл.1
Расчет стоимости 1 км системы для тепловизоров AXIS Q1910-2
пп	Наименование системы	Стоимость оборудования, материалов, руб. с НДС	Стоимость работ, руб. с НДС	Итого, руб.с НДС
Проектные работы	Строительно-монтажные и пуско-наладочные работы
1	Линейная часть	4289218	60049	2144609	6493876

2	Шкаф участковый	914637	12805	457319	1384760
3	Опорный пункт	1729395	24212	864697	2618303
4	Диспетчерский центр	259014	3626	12950	392147
	Всего:	7192264	100692	3596132	10889087
	Без НДС	6095139	85332	3047569	9228040
Табл.2
Расчет стоимости 1 км системы для тепловизоров IS Q 1921-Е
пп	Наименование системы	Стоимость оборудования, материалов, руб. с НДС	Стоимость раб от, руб. с НДС	Итого, руб.с НДС
Проектные работы	Строительно-монтажные и пуско-наладочные работы
1	Линейная часть	3309509	46333	1654755	5010597
2	Шкаф участковый	909487	12733	454744	1376963
3	Опорный пункт	740480	10367	370240	1121087
4	Диспетчерский центр	258911	3625	129456	391992
	Всего:	5218388	73057	26091942	7900639
	Без НДС	4422362	61913	211181	6695457

Наиболее целесообразно использование самых современных видеокамер с лазерной подсветкой типа ВИС-3001Р2 (фиг.6) это 2' мегапиксельная IP камера на скоростной поворотной платформе совмещена с системой подсветки на основе твердотельного лазера, Дальность подсветки лазера 350 метров. Спектральный диапазон лазера находится в ближней инфракрасной области. Благодаря спектральному диапазону в ИК-области камера позволяет устойчиво обнаруживать угрозы безопасности в условиях слабого тумана, слабого снега, дождя. Камера имеет светосильный объектив с изменяемым фокусным расстоянием (оптический зум) от 3.4 до 122.4 мм, а также цифровое увеличение 12 раз. Общий зум более 43 2х.

Освещение поля зрения камеры лазерным излучением позволяет также обнаруживать оптические приборы, прицелы направленные в сторону охраняемого объекта. Малое потребление энергии менее 10 Вт в режиме освещения идеально для работы на протяженных объектах. Скорость поворота более 100 градусов в секунду, опускание/подъем более 60 градусов в секунду. Поворот 360 градусов, подъем/опускание +90/-90 градусов, 128 точек предустайовки и 6 маршрутов движения в режиме автомониторинга. Камера имеет настройки автоматической контрастности, резкости. Лазерная подсветка позволяет снизить затраты энергии на освещение на порядок и обеспечить обнаружениеоптических приборов нарушителей.

Система равботает следующим образом (фиг.16)

Перед началом работы включаю компьютер 4 и подают напряжение на все подсистемы: 10, 13, 15, 18 и 21. Управляющие программы, разработанные автором позволяют оосуществлять периодически поворот видеокамер 11 и тепловизоров 14 для сплошногоконтроля железнодорожногопути 1. Информация с видеокамер 11 итепловизоров 14 передается побеспроводным каналам связи 9 в компьютер 5 и далее на монитор 6. При необходимости могут быть задействованы подсистема громкоговорящего оповещения 15, подсистема экстренной связи 18 и подсистема периметральной сигнализации 21.

Применение системы позволило:

1. Обеспечить абсолютную безопасность на железнодорожном транспорте в любое время суток.

2. Снизить на порядок затраты на обслуживание системы за счет исключении инфракрасной (нелазерной) подсветки в ночное время суток.

3. Обеспечить обнаружение оптических приборов нарушителей.

1. Система обеспечения безопасности на железной дороге, включающая компьютер, к которому подключены видеокамеры, отличающаяся тем, что к компьютеру дополнительно подключены тепловизоры, размещенные вдоль железнодорожного пути, а к видеокамерам прикреплены лазеры подсветки.

2. Система обеспечения безопасности на железнодорожном транспорте по п.1, отличающаяся тем, что тепловизоры и видеокамеры установлены в два ряда по обе стороны железнодорожного пути с равным интервалом и со смещением на половину интервала в рядах.

3. Система обеспечения безопасности на железной дороге по п.1 или 2, отличающаяся тем, что видеокамеры и тепловизоры, размещенные вдоль железнодорожного пути, установлены с чередованием.

4. Система обеспечения безопасности на железной дороге по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит подсистему громкоговорящего оповещения.

5. Система обеспечения безопасности на железной дороге по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит подсистему экстренной связи.

6. Система обеспечения безопасности на железной дороге по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит подсистему периметральной сигнализации.