Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста

 

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет выявления наличия препятствий на пути следования поезда, что в свою очередь обеспечивает повышение безопасности движения поездов. Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста содержит межмодульный интерфейс, усилитель электропневматического клапана, выход которого соединен с входом электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля, входы которой соединены с выходами двух модулей центральной обработки информации, которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу, к которому подключены два модуля измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками пути и скорости, два модуля непрерывных каналов внешних устройств, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута, соединенный с первым выходом приемника спутниковой навигации, модуль радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом, блок кодирования/декодирования сообщений и блок контроля бдительности, второй выход приемника спутниковой навигации соединен с входом блока кодирования/декодирования сообщений, первый порт которого соединен с блоком интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу, блок контроля бдительности соединен с рукояткой бдительности, которая подключена к блоку интерфейса машиниста, цифровая видеокамера и радиолокационный измеритель дальности и скорости подключены соответственно к первому и второму портам блока цифровой обработки сигналов, третий порт которого соединен с межмодульным интерфейсом. 1 илл.

Полезная модель относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста.

Известное устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, выбранное в качестве прототипа, содержит межмодульный интерфейс, усилитель электропневматического клапана, выход которого соединен с входом электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля, входы которой соединены с выходами двух модулей центральной обработки информации, которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу, к которому подключены два модуля измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками пути и скорости, два модуля непрерывных каналов внешних устройств, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута, соединенный с первым выходом приемника спутниковой навигации, соединенного с антенной спутниковой навигации, модуль радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом, выход которого соединен с радиоантенной, блок кодирования/декодирования сообщений, блок интерфейса машиниста и блок контроля бдительности, выход приемника спутниковой навигации соединен с входом блока кодирования/декодирования сообщений, первый порт которого соединен с блоком интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу, блок контроля бдительности соединен с межмодульным интерфейсом и рукояткой бдительности, которая подключена к блоку интерфейса машиниста (RU 106206 B61L 25/04).

Недостаток известного технического решения заключается в отсутствии автоматического мониторинга препятствий на пути движения поезда, которые не обнаруживаются устройствами контроля свободности путевых участков от подвижного состава. Это могут быть оказавшиеся на пути предметы, а также люди и животные. По этой причине устройство не обеспечивает необходимый уровень безопасности движения.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет выявления наличия препятствий на пути следования поезда. Это в свою очередь обеспечивает повышение безопасности движения поездов.

Технический результат достигается тем, что в устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, содержащее межмодульный интерфейс, усилитель электропневматического клапана, выход которого соединен с входом электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля, входы которой соединены с выходами двух модулей центральной обработки информации, которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу, к которому подключены два модуля измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками пути и скорости, два модуля непрерывных каналов внешних устройств, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута, соединенный с первым выходом приемника спутниковой навигации, модуль радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом, блок кодирования/декодирования сообщений и блок контроля бдительности, второй выход приемника спутниковой навигации соединен с входом блока кодирования/декодирования сообщений, первый порт которого соединен с блоком интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу, блок контроля бдительности соединен с рукояткой бдительности, которая подключена к блоку интерфейса машиниста, согласно предложению введены, цифровая видеокамера, радиолокационный измеритель дальности и скорости и блок цифровой обработки сигналов, первый и второй порты которого подключены соответственно к портам цифровой видеокамеры и радиолокационного измерителя дальности и скорости, а его третий порт соединен с межмодульным интерфейсом.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста.

Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста содержит межмодульный интерфейс 1, усилитель 5 электропневматического клапана, выход которого соединен с входом электропневматического клапана (ЭПК) 6, а вход - с выходом безопасной схемы 7 контроля, входы которой соединены с выходами двух модулей 8 и 9 центральной обработки информации (МЦО), которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу 1, к которому подключены два модуля 10 и 11 измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками 12 пути и скорости, два модуля 13 и 14 непрерывных каналов внешних устройств (ВУ), входы которых соединены с приемными катушками 15 АЛСН и АЛС-ЕН, модуль 16 маршрута, соединенный с первым выходом приемника 17 спутниковой навигации, модуль 18 радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом 19, блок 20 кодирования/декодирования сообщений и блок 22 контроля бдительности, второй выход приемника 17 спутниковой навигации соединен с входом блока 20 кодирования/декодирования сообщений, первый порт которого соединен с блоком 21 интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу 1, блок 22 контроля бдительности соединен с рукояткой 23 бдительности, которая подключена к блоку 21 интерфейса машиниста, цифровая видеокамера 3 и радиолокационный измеритель 4 дальности и скорости подключены соответственно к первому и второму портам блока 2 цифровой обработки сигналов, третий порт которого соединен с межмодульным интерфейсом 1.

Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста работает следующим образом.

Перед каждой поездкой в память модуля 16 маршрута заносят допустимые параметры движения поезда для каждой координаты маршрута, а также фотоснимки объектов путевой инфраструктуры, их идентификационные номера, распознавание которых позволяет уточнить текущую координату и выявить местонахождение препятствий, появившихся на пути следования поезда и предельные расстояния прямой видимости рельсового пути для целей фокусирования видеокамеры 3 при съемке и зондирования пути радиолокационным измерителем 4 дальности и скорости.

Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН, через приемные катушки 15, поступают в модули 13 и 14 непрерывных каналов внешних устройств и дешифрируются для отображения на индикаторе блока 21 интерфейса машиниста состояния впереди расположенных участков пути и показаний путевых светофоров, а также для сообщения машинисту допустимой скорости движения поезда.

Допустимая скорость движения рассчитывается в модулях 8 и 9 центральной обработки информации, связанных с модулями 13 и 14 непрерывных каналов внешних устройств через межмодульный интерфейс 1 (например, типа CAN). Сигналы от датчиков 12 пути и скорости, связанных с колесами локомотива, поступают в модули 10 и 11 измерения параметров движения, которые формируют значения фактической скорости и пройденного пути. Сигналы от приемника 17 спутниковой навигации через модуль 16 маршрута поступают в модули 10 и 11 измерения параметров движения, которые на основании этих сигналов и данных из электронной карты маршрута, хранящейся в модуле 16 маршрута определяют местоположение поезда и расстояние до мест ограничения скорости или до мест остановки перед препятствием. По этим данным модули 8 и 9 центральной обработки информации вычисляют скоростной режим движения поезда, сравнивают с допустимой скоростью и принимают, при необходимости, решения о режиме торможения.

Информация, касающаяся безопасности движения поезда, дублируется для последующей подготовки в модулях 8 и 9 центральной обработки информации для проверки соответствия безопасной схемой 7 контроля. При нарушении соответствия безопасная схема 7 контроля воздействует на усилитель 5 электропневматического клапана 6 и, отключая питание электропневматического клапана 6, обеспечивает экстренное торможение поезда. Если в модулях 8 и 9 центральной обработки информации нет информации о получении разрешения проезда границы занятого участка пути, то после пересечения границы занятого участка пути они также воздействуют на усилитель 5 электропневматического клапана 6 и отключением его питания вызывают экстренное торможение поезда.

В процессе движения поезда блок 22 контроля бдительности через межмодульный интерфейс 1 и блок 20 кодирования/декодирования сообщений выдает на блок 21 интерфейса машиниста сигнал на подтверждение бдительности. Машинист подтверждает свою бдительность нажатием рукоятки 23 бдительности, сигналы с выходов которой поступают на вход блока 22 контроля бдительности и на блок 21 интерфейса машиниста, который через блок 20 кодирования/декодирования сообщений и межмодульный интерфейс 1 передает эту информацию в модули 8 и 9 центральной обработки информации. При отсутствии подтверждения бдительности безопасная схема 7 контроля воздействует на усилитель 5 электропневматического клапана 6. При отключении питания электропневматического клапана 6 происходит экстренное торможение поезда. В процессе управления поездом машинист запрашивает разрешение диспетчера на выполнение стандартных действий по управлению движением поезда в предусмотренных инструкциями ситуациях путем нажатия соответствующих клавиш функциональной клавиатуры, входящей в состав блока 21 интерфейса машиниста.

Радиосигналы через радиомодем 19 поступают в модуль радиоканала 18, который выделяет из них кодированную цифровую информацию, передаваемую из диспетчерского центра управления движением (на чертеже не показан). В обратном направлении в диспетчерский центр управления поступает кодированная информация, связанная с передачей параметров движения поезда и с запросами к диспетчеру ДНЦ от машиниста поезда.

В частности, при запросе от машиниста к ДНЦ на разрешение проезда границы занятого путевого участка на первый вход блока 20 кодирования/декодирования сообщений, содержащего координатно-временную информацию, поступает команда от блока 21 интерфейса машиниста. По команде на втором входе блока 20 кодирования/декодирования сообщений с выхода приемника спутниковой навигации 17 считывают координату и текущее время, соответствующие моменту нажатия клавиши функциональной клавиатуры. Они используются блоком 20 кодирования/декодирования сообщений как часть кодированного запроса, который блок 20 кодирования/декодирования сообщений формирует и через межмодульный интерфейс 1, модуль радиоканала 18, радиомодем 19 передает в центр диспетчерского управления. При декодировании сообщения в аппаратуре центра диспетчерского управления эта часть информации сопоставляется с информацией о местонахождении поезда в текущий момент времени, получаемой от напольных устройств ДЦ (рельсовые цепи, счетчики осей, считыватели номеров вагонов и. т.д.). Этим обеспечивается дополнительный контроль правильности приходящей с локомотива информации. При передаче команды, разрешающей проследование границы занятого блок - участка координата и текущее время из запроса служит ключом для кодирования сообщения. Одновременно с разрешением на локомотив поступает информация о длительности периода времени, в течение которого разрешение действует. При этом отсчет времени производится от момента времени передачи исходного запроса с поезда. На локомотиве блок 20 кодирования/декодирования сообщений, содержащий координатно-временную информацию, получает сообщение от ДНЦ и использует координатно-временную информацию из исходного запроса в качестве ключа для декодирования ответа от диспетчера.

Радиолокационный измеритель 4 дальности и скорости непрерывно зондирует пространство перед поездом в пределах габарита недопустимого приближения к поезду для выявления наличия препятствий по пути следования, таких как, например, впереди идущий поезд, посторонние предметы, люди, животные и.т.п.

Цифровая видеокамера 3 производит с частотой порядка 10-20 кадров в секунду съемку в видимом и инфракрасном диапазонах и цифровую обработку кадров обстановки перед поездом. В отсутствие препятствий, зафиксированных радиолокационным измерителем 4 дальности и скорости, цифровая видеокамера 3 постоянно автоматически фокусируется на характерных объектах инфраструктуры, расположенных впереди перед поездом на известных координатах, взятых из электронной карты, хранящейся в модуле 16 маршрута, для уточнения текущего местоположения и скорости движения поезда, и/или на радиометках и/или уголковых отражателях, прикрепленных к этим характерным объектам (например, опорам контактной сети и путевым светофорам), для их более надежной идентификации. При фиксации препятствий и измерении расстояния до них радиолокационным измерителем 4 дальности и скорости, цифровая видеокамера 3 фокусируется на этих препятствиях для распознавания опасности столкновения с ними по динамике изменения их положения от кадра к кадру. Блок 2 цифровой обработки сигналов обработкой последовательности видеокадров цифровой видеокамеры 3, временного сдвига между зондирующими и принимаемыми импульсами радиолокационного измерителя 4 дальности и скорости и принимаемых через межмодульный интерфейс 1 от модулей 10 и 11 измерения параметров движения сигналов определяет скорость сближения с препятствием, вид и поведение препятствия для передачи этих данных, через межмодульный интерфейс 1, в модули 8 и 9 центральной обработки информации и в блок 21 интерфейса машиниста. В зависимости от выбранных алгоритмов эти данные используются для информирования машиниста, с проверкой его бдительности, например, посредством требований нажатия рукоятки 23 бдительности и/или для подачи предупредительных гудков и речевых и световых сигналов (или, например, специальных сигналов отпугивания крупных животных), и/или активизации средств предупреждения столкновения (подушки безопасности, выдвижные бамперы и. т.д.), и/или автоматического экстренного торможения поезда.

Отснятые кадры хранятся в памяти блока 2 цифровой обработки сигналов для возможности последующего анализа происшествий.

Использование надежной априорной информации о виде и координатах объектов инфраструктуры, использование блоком 2 цифровой обработки сигналов алгоритмов фильтрации на основе фильтра Кальмана и аналогичных позволяет повысить достоверность распознавания препятствий.

Алгоритмы, задействованные в работе высокопроизводительного процессора обработки информации в блоке 2 цифровой обработки сигналов обеспечивают обработку информации и принятие решений в режиме реального времени.

Использование предлагаемого устройства с расширенными функциональными возможностями снижает вероятность столкновения поездов с препятствиями на пути их следования и в целом повышает безопасность движения.

Устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, содержащее межмодульный интерфейс, усилитель электропневматического клапана, выход которого соединен с входом электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля, входы которой соединены с выходами двух модулей центральной обработки информации, которые соединены между собой и подключены к межмодульному интерфейсу, к которому подключены два модуля измерения параметров движения, входы которых соединены с датчиками пути и скорости, два модуля непрерывных каналов внешних устройств, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута, соединенный с первым выходом приемника спутниковой навигации, модуль радиоканала, первый порт которого соединен с радиомодемом, блок кодирования/декодирования сообщений и блок контроля бдительности, второй выход приемника спутниковой навигации соединен с входом блока кодирования/декодирования сообщений, первый порт которого соединен с блоком интерфейса машиниста, а второй порт подключен к межмодульному интерфейсу, блок контроля бдительности соединен с рукояткой бдительности, которая подключена к блоку интерфейса машиниста, отличающееся тем, что в него введены цифровая видеокамера, радиолокационный измеритель дальности и скорости и блок цифровой обработки сигналов, первый и второй порты которого подключены соответственно к портам цифровой видеокамеры и радиолокационного измерителя дальности и скорости, а его третий порт соединен с межмодульным интерфейсом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к охранно-регистрирующим системам мониторинга информационных каналов мобильных и стационарных объектов в режиме реального времени с возможностью регистрации возникновения внештатных ситуаций и фиксации состояния контролируемых параметров объекта на момент ее возникновения, предшествующего и последующего временного интервала
Наверх