Система обеспечения безопасности движения грузового поезда

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и направлена на повышение безопасности движения грузового поезда за счет непрерывного контроля состояния буксовых узлов, осей, тележек и динамического анализа состояния наиболее важных узлов тележки по различным параметрам (температура, уровень вибрации и т.д.), а также обеспечение анализа взаимодействия тележки с рельсовым путем и выработки сигнала опасности. Указанный технический результат достигается в системе повышения безопасности движения грузового поезда, содержащей установленное на каждом вагоне, по меньшей мере, одно устройство анализа состояния узлов вагона с, по меньшей мере, одним датчиком, выполненное с возможностью передачи результатов анализа в устройство сбора информации в кабине локомотива. 10 з. п. ф-лы.

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в локомотивных устройствах обеспечения безопасности движения поездов для непрерывного контроля состояния буксовых узлов, осей, тележек.

Из уровня техники известна система контроля безопасности движения транспорта, содержащая блок распознавания дорожных знаков и блок протоколирования процесса движения, при этом блок распознавания дорожных знаков выполнен в виде не менее двух видеодатчиков приема и обработки информации с диапазоном распознавания от 0,5 до 1000 м, заключенных в противоударные, водонепроницаемые корпуса, установленные внутри салона транспортного средства спереди и сзади, блок протоколирования процесса движения выполнен в виде видеопишущего устройства на диске с таймером числа и времени, заключенного в водонепроницаемый, пожароустойчивый металлический корпус, причем система дополнительно содержит блок управления с датчиком кода ключа и монитором, датчик-регулятор скорости транспортного средства, установленный на коробке передач, датчик-таймер остановки двигателя, установленный на двигателе, причем первые выходы блока управления взаимосвязаны с входами первого и второго видеодатчиков приема и обработки информации, а второй выход соединен с входом блока протоколирования, первые выходы видеодатчиков приема и обработки информации взаимосвязаны с входом датчика-регулятора скорости, а вторые выходы соединены с входами блока протоколирования, первый выход датчика-регулятора скорости взаимосвязан с входом датчика-таймера остановки двигателя, а его второй выход соединен с входом блока протоколирования, выход датчика-таймера остановки двигателя соединен с входом блока протоколирования (RU 2317592, 20.02.2008).

Известна система контроля безопасности движения товарного поезда, характеризуемая наличием установленного на конструктивном элементе каждого вагона и/или внутри вагона, по меньшей мере, одного датчика, характеризующего состояние вагона, и/или частей вагона и/или груза, размещенного в вагоне, блока обработки информации, к входам которого подключены указанные датчики, при этом выход блока обработки информации подключен к входу приемопередающего устройства, выполненного с возможностью приема/передачи радиосигнала, поступившего на приемопередающие устройство, на расстояние не менее двадцати метров, приемопередающего устройства, расположенного на локомотиве, а также блока управления, контроля и оповещения, расположенного в кабине локомотива и подключенного к приемопередающему устройству, расположенному на локомотиве, при этом на каждом вагоне установлен источник электрического тока, выходы которого подключены к датчикам, блоку обработки информации и приемопередающему устройству, а каждый датчик имеет уникальный идентификатор (RU 2008122856, 20.12.2009).

Известна система обеспечения безопасности дорожного движения (ДД), содержащая блок датчиков текущих параметров транспортного средства (ТС), блок сравнения, блок регулирования текущих параметров ТС. Введен, по крайней мере, один пункт управления ДД, связанный двухсторонней радио- или иной связью со службой безопасности ДД и двухсторонней радиосвязью с блоками сигнализации и управления ТС, установленными на всех ТС страны, при этом каждый пункт управления ДД содержит блок хранения регламентированных параметров ДД, блок регистрации нарушений и блок оповещения, при этом выходы блока хранения регламентированных параметров ДД и блока регистрации нарушений соединены соответственно с первым и вторым входами блока оповещения, каждый блок сигнализации и управления ТС содержит вышеупомянутые блок датчиков текущих параметров ТС, блок сравнения, блок регулирования текущих параметров ТС, а также блок приема сообщений, вход которого посредством радиосвязи связан с выходом блока оповещения пункта управления ДД, блок датчиков текущих параметров водителя ТС, блок определения местоположения ТС, блок передачи сообщений о нарушениях, выход которого посредством радиосвязи связан со входом блока регистрации нарушений пункта управления ДД, блок индикации, блок идентификационных данных, при этом группа из m_C+m_B+n_C выходов блока приема сообщений, где m_C - количество контролируемых параметров ТС, которые не регулируются техническими средствами, m_B - количество контролируемых параметров физического состояния водителя, n_C - количество контролируемых параметров ТС, которые регулируются техническими средствами, и группа из m_C+n_C выходов блока датчиков текущих параметров ТС соединены соответственно с первой группой из m_C+m_B+n_C входов и второй группой из m_C+n_C входов блока сравнения, группа из m_B выходов блока датчиков текущих параметров водителя ТС соединена с третьей группой из m_B входов блока сравнения, выход блока определения местоположения ТС соединен с 2m_C+2m_B+2n_C+1-м входом блока сравнения, первая группа из m_C+m_B выходов блока сравнения соединена с группой из m_C+m_B входов блока передачи сообщений о нарушениях и с первой группой из m_C+m_B входов блока индикации, вторая группа из n_C выходов блока сравнения соединена с группой из n_C входов блока регулирования текущих параметров ТС, каждый из n_C выходов которого соединен с соответствующим узлом ТС, группа из m_C+m_B+n_C выходов блока приема сообщений и выход блока определения местоположения ТС соединены соответственно со второй группой из m_C +m_B+n_C входов и с m_C+m_B +n_C+1-м входом блока индикации, выход блока идентификационных данных соединен с m_C+m_B+1-м входом блока передачи сообщений о нарушениях (RU 2298215, 27.04.2007).

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является система обеспечения оптимального безопасного движения поездов, следующих друг за другом, содержащая средства космической связи и позиционирования, соединенные посредством канала радиосвязи с приемником сигналов позиционирования, установленном на локомотиве каждого поезда, постовое центральное устройство, включающее блок идентифицирования поезда, блок вычисления расстояния между поездами и блок вычисления скорости сближения поезда, каждый из которых связан через сервер с коммутатором каналов, соединенным с помощью каналов сети цифровой передачи данных с радиостанциями, установленными на локомотиве каждого поезда, при этом на каждом локомотиве выход приемника сигнала позиционирования подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход которого подключен к первому выходу блока контрольно-измерительных средств локомотива, соединенного вторым выходом с первым входом блока моделирования динамических характеристик, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока памяти, связанного шиной данных с соответствующими входами/выходами вычислительного блока, выходы которого подключены соответственно к входам устройства управления локомотива и блока индикации, выход блока моделирования динамических характеристик соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу формирователя предельно допустимых усилий поезда, а выход - через формирователь команд запрета управления режимами тяги и торможения соединен с соответствующими входами устройства управления локомотива, причем один их выходов блока идентификации поезда подключен к входу блока вычисления расстояния между поездами, одним из выходов связанного с соответствующим входом блока вычисления скорости сближения поездов (RU 87399, 10.10.2009).

Недостатком данных систем является то, что они не обеспечивают непрерывного контроля состояния буксовых узлов, осей, тележек, а также динамического анализа состояния наиболее важных узлов тележки по различным параметрам.

Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании системы обеспечения безопасности движения грузового поезда, которая исключала бы указанные выше недостатки.

Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении безопасности движения грузового поезда за счет непрерывного контроля состояния узлов вагона: буксовых узлов, осей, тележек и динамического анализа состояния наиболее важных узлов вагона по различным параметрам (температура, уровень вибрации и т.д.), а также обеспечении анализа взаимодействия вагона с рельсовым путем и выработки сигнала опасности.

Указанный технический результат достигается в системе обеспечения безопасности движения грузового поезда, содержащей установленное на каждом вагоне, по меньшей мере, одно устройство анализа состояния узлов вагона с, по меньшей мере, одним датчиком, выполненное с возможностью передачи результатов анализа в устройство сбора информации в кабине локомотива.

Система обеспечения безопасности движения грузового поезда повышает безопасность движения грузового поезда за счет расположения на каждом вагоне устройства анализа состояния узлов вагона, обеспечивающего динамический анализ состояния наиболее важных узлов вагона по различным параметрам (температура, уровень вибрации и т.д.), и передачи результатов анализа в устройство сбора информации в кабине локомотива. Система мгновенно предупреждает локомотивную бригаду о любом предаварийном состоянии узлов тележки вагона, в том числе и о сходе с рельсов во время движения.

Устройство анализа состояния узлов вагона установлено на торцах каждой оси тележки вагона грузового поезда.

Устройство анализа состояния узлов вагона включает малогабаритный генератор переменного тока, ротор которого выполнен с возможностью приведения во вращение посредством передачи вращающего момента от оси тележки, устройство управления, представляющее собой контроллер, и приемопередатчик, работающий в разрешенном диапазоне радиочастот с мощностью излучения не более 1 мВт.

Датчик выполнен с возможностью контроля температуры и/или вибрации.

Система обеспечения безопасности движения грузового поезда дополнительно содержит автономные датчики, имеющие автономный источник питания, представляющий собой батарею, и выполненные для контроля давления, скорости, перемещения грузового поезда.

Устройство анализа состояния узлов вагона имеет идентификационный номер для определения места возникновения внештатной ситуации,

Устройство сбора информации выполнено с возможностью обработки информации от устройства анализа состояния узлов вагона всех вагонов грузового поезда и выдачи сигналов об аварийной ситуации локомотивной бригаде.

Передача результатов анализа осуществляется по радиоканалу,

Сущность полезной модели поясняется следующим.

Система обеспечения безопасности движения грузового поезда предназначена для непрерывного контроля состояния буксовых узлов, осей, тележек. Она обеспечивает динамический анализ состояния наиболее важных узлов вагона/тележки по различным параметрам (температура, уровень вибрации и т.д.), анализ взаимодействия вагона/тележки с рельсовым путем и вырабатывает сигналы опасности. Система мгновенно предупреждает локомотивную бригаду о любом предаварийном состоянии узлов тележки вагона, в том числе и о сходе с рельсов во время движения. Информация об аварийных ситуациях на каждом вагоне передается локомотивной бригаде по радиоканалу.

Система обеспечения безопасности движения грузового поезда состоит, как минимум, из двух типов устройств. Устройства одного типа устанавливаются на каждой тележке грузового вагона - устройство анализа состояния узлов вагона, а устройство второго типа устанавливается в кабине локомотива - устройство сбора информации в кабине локомотива.

Устройство анализа состояния узлов вагона, установленное на торцах каждой оси тележки грузового вагона, включает в себя генератор переменного тока (то есть электропитание устройства анализа состояния узлов грузового вагона осуществляется от источника тока), ротор которого приводится во вращение посредством передачи вращающего момента от оси тележки (оси колесной пары). Этот генератор обеспечивает необходимое электропитание устройства даже при небольшой скорости движения вагона. Кроме того, в состав устройства входит датчики (температуры, вибрации), устройство управления (контроллер) и приемо-передатчик, работающий в разрешенном диапазоне радиочастот с мощностью излучения не более 1 мВт.

Устройство анализа состояния узлов вагона обеспечивает анализ получаемой от датчиков информации, формирование и передачу в эфир аварийного сигнала. Устройство анализа состояния узлов вагона осуществляет ретрансляцию полученной информации от устройств анализа состояния узлов других вагонов в устройство сбора информации локомотива по радиоканалу. Каждое устройство анализа состояния узлов вагона, установленное на оси тележки вагона, находится в зоне радиовидимости любого устройства анализа состояния узлов другого вагона.

Устройство сбора информации в кабине локомотива состоит из приемопередатчика, осуществляющего прием сигналов от устройств анализа состояния узлов вагона и передачу сигнала подтверждения, контроллера, обеспечивающего анализ принятых сигналов и выработку аварийного сигнала о месте и характере аварии.

При наличии данной системы повышения безопасности движения грузового поезда на всех грузовых вагонах в составе сигнал об аварии передается от «аварийного» вагона по цепочке, т.е. ретранслируется каждым вагоном последовательно, пока его не примет устройство сбора информации, установленное в кабине локомотива.

Кроме того, в системе повышения безопасности движения грузового поезда могут работать и автономные датчики, имеющие автономный источник питания (батарею), предназначенные для контроля каких-либо других параметров подвижного состава.

Присвоение каждому устройству анализа состояния узлов вагона на оси уникального идентификационного номера позволяет однозначно определить место возникновения внештатной ситуации.

Система работает следующим образом. При обнаружении устройством анализа состояния узлов вагона опасной динамики изменения любого из контролируемых датчиками параметров состояния узлов тележки грузового вагона, указанное устройство формирует и передает в эфир сигнал, содержащий всю информацию об аварийной ситуации и номер соответствующего вагона.

Сигнал об аварии, т.е. ретранслируется каждым вагоном последовательно по цепочке, пока его не примет устройство сбора информации, установленное в кабине локомотива, на котором отобразится вся необходимая информация об аварийной ситуации.

1. Система обеспечения безопасности движения грузового поезда, характеризующаяся тем, что содержит установленное на каждом вагоне, по меньшей мере, одно устройство анализа состояния узлов вагона с, по меньшей мере, одним датчиком, выполненное с возможностью передачи результатов анализа в устройство сбора информации в кабине локомотива.

2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что устройство анализа состояния узлов вагона установлено на торцах каждой оси тележки вагона грузового поезда.

3. Система по п.2, характеризующаяся тем, что устройство анализа состояния узлов вагона включает генератор переменного тока, ротор которого выполнен с возможностью приведения во вращение посредством передачи вращающего момента от оси тележки, устройство управления и приемопередатчик, работающий в разрешенном диапазоне радиочастот с мощностью излучения не более 1 мВт.

4. Система по п.3, характеризующаяся тем, что устройство управления представляет собой контроллер.

5. Система по п.1, характеризующаяся тем, что датчик выполнен с возможностью контроля температуры.

6. Система по п.1, характеризующаяся тем, что датчик выполнен с возможностью контроля вибрации.

7. Система по п.1, характеризующаяся тем, что устройство сбора информации в кабине локомотива состоит из приемопередатчика, осуществляющего прием сигналов от устройств анализа состояния узлов вагона и передачу сигнала подтверждения, контроллера, обеспечивающего анализ принятых сигналов и выработку аварийного сигнала о месте и характере аварии.

8. Система по п.3, характеризующаяся тем, что устройство анализа состояния узлов вагона имеет идентификационный номер для определения места возникновения внештатной ситуации.

9. Система по п.7, характеризующаяся тем, что устройство сбора информации выполнено с возможностью приема сигналов от устройства анализа состояния узлов вагона всех вагонов грузового поезда, обработки полученной информации и выдачи сигналов об аварийной ситуации локомотивной бригаде.

10. Система по п.1, характеризующаяся тем, что передача сигналов от устройств анализа состояния узлов вагона в устройство сбора информации в кабине локомотива и обратно осуществляется по радиоканалу.