Система контроля потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования земли

Полезная модель относится к системам дистанционного зондирования Земли и может быть использована для контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути. Технической задачей полезной модели является определение потенциально-опасных участков железнодорожного пути, создающих угрозу безопасности движения поездов вследствие обрушения скальных пород и смещения земной поверхности, и передачи информации для выработки оперативных мер безопасности и проведению предупредительных работ на неустойчивых местах земляного полотна железнодорожной линии. Полезная модель направлена на повышение безопасности движения поездов путем своевременной оценки рисков неблагоприятного воздействия природных факторов смещения земной поверхности на железнодорожную инфраструктуру, определения потенциально опасных объектов на основе совместного анализа радиолокационных и оптических снимков, дополнительного наземного контроля этих участков и принятия оперативных решений по безопасному пропуску поездов на потенциально опасных участках пути, своевременному проведению ремонта, усилению и реконструкции неустойчивых сооружений земляного полотна железнодорожных линий, уточнению цифровой карты потенциально-опасных участков железнодорожного пути. Решение технической задачи обеспечивается за счет дополнительного ввода в систему устройства оптической съемки, установленного на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, второго, третьего, четвертого и пятого персональных компьютеров, установленных соответственно на автоматизированных рабочих местах работника инженерно-геологической базы, поездного диспетчера, работника службы пути, на мобильном автоматизированном рабочем месте, формирователя цифровой карты потенциально опасных участков местности, формирователя цифровой карты рисков, передающего и двух приемных блоков.

Полезная модель относится к системам дистанционного зондирования Земли и может быть использована для контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути.

Известен способ дистанционного зондирования Земли (RU 2285278, G01V 11/00, 10.10.2006), применяющийся при выявлении динамически напряженных зон земной коры, с использованием комплексных методов разведки. В заявленном способе дистанционного зондирования при выявлении динамически напряженных зон земной коры, съемку производят с борта космического аппарата с помощью оптических систем высокого разрешения либо посредством многоспектрального сканера.

Существующий способ не дает лицу, принимающему решение, информации о происходящих незначительных смещениях земной поверхности.

Известен способ кадастрового учета земель со сложным рельефом методом оптической стереосъемки (RU 2255357, G01V 9/00, G01C 7/00, 06.27.2005). Заявленный способ включает съемку запланированных участков местности с борта космического аппарата, в результате которой получают массив цифровых моделей местности с высоким пространственным разрешением. Матрицу цифровой модели участка местности разбивают на фрагменты. Вычисляют двумерный пространственный спектр и рассчитывают автокорреляционную функцию сигнала каждого фрагмента. Площадь рельефа определяют численным интегрированием по специализированной программе для ПЭВМ поверхностного интеграла S=S[b(x), b(y)] в зависимости от расчетных координат b(x), b(y).

Заявленный способ не предусматривает применения его для расчета величины подвижки на участках местности с медленно развивающимися потенциально опасными явлениями.

В качестве прототипа системы определения потенциально-опасных участков железнодорожного пути принято изобретение (RU 2260742, F17D 5/02, 09.20.2005) «Способ дистанционного контроля состояния трубопровода в зоне вечной мерзлоты», в котором дистанционное зондирование трассы пролегания трубопровода осуществляют путем проведения радиолокационной интерферометрической съемки с повторяющихся орбит космических аппаратов. При этом для каждого из элементов радиолокационных изображений, полученных в разные моменты времени, определяют разность фаз сигналов, содержащую информацию о перемещениях отражающей поверхности и рельефе. В результате достигается своевременное дистанционное обнаружение потенциально опасных мест трассы трубопровода.

Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности оценки риска воздействия потенциально-опасных природно-техногенных явлений на железнодорожную инфраструктуру путем анализа спутниковых данных ДЗЗ, данных наземного обследования и ретроспективных данных о происшествиях на дороге в ГИС.

Технический результат в заявленной системе контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути заключается в создании и ведении цифровой карты риска опасных участков, создании системы передачи информации для выработки оперативных мер безопасности, возможности проведения предупредительных работ на неустойчивых местах земляного полотна железнодорожной линии.

Технический результат полезной модели достигается тем, что в систему контроля потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли, содержащую устройство радиолокационной съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите и связанное посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, соединенным с блоком памяти, выход устройства приема информации через блок обработки информации соединен с процессором первого персонального компьютера, согласно предложению введены устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, второй, третий, четвертый и пятый персональные компьютеры, установленные соответственно на автоматизированных рабочих местах работника инженерно-геологической базы, поездного диспетчера, работника службы пути, на мобильном автоматизированном рабочем месте, формирователь цифровой карты потенциально опасных участков местности, формирователь цифровой карты рисков, передающий блок и два приемных блока, при этом устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, соединено посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, процессор первого персонального компьютера соединен с формирователем цифровой карты потенциально опасных участков местности, который подключен к процессору второго персонального компьютера, соединенного с блоком памяти, в который записана геоинформационная база данных, с процессором четвертого персонального компьютера и пятым персональным компьютером, процессор второго персонального компьютера через формирователь карты рисков соединен с передающим блоком, который по каналам связи соединен с первым и вторым приемными блоками, при этом выход первого приемного блока подключен к четвертому процессору четвертого персонального компьютера, а выход второго приемного блока соединен с процессором третьего персонального компьютера, выход процессора второго персонального компьютера соединен посредством канала связи с управляющим входом устройства приема информации.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли.

Система контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли содержит устройство оптической съемки 1 и устройство радиолокационной съемки 2, установленные на искусственных спутниках Земли, находящихся на орбите, связанные посредством каналов спутниковой связи 5 и 6 с устройством 3 приема информации со спутников, устройство 3 соединено с блоком 4 памяти, выход устройства 3 через блок 7 обработки информации соединен с процессором 8 первого персонального компьютера (ПК), выход которого связан с входом формирователя 9 цифровой карты потенциально опасных участков, выход которого соединен с входом процессора 10 второго ПК работника инженерно-геологической базы, первый выход которого соединен с входом формирователя 13 карты рисков, второй выход соединен с входом устройства 3, вход процессора 10 второго ПК соединен с выходом блока 11 ввода информации, первый вход/выход соединен с блоком 12 памяти, второй вход/выход соединен с процессором 19 четвертого ПК работника службы пути, третий вход/выход соединен через канал 22 связи с персональным компьютером 20 мобильного автоматизированного рабочего места, выход формирователя 13 карты рисков через передающий блок 14 соединен с помощью канала связи 25 с блоком 15 приема и с помощью канала связи 24 с блоком 18 приема, выход блока 15 приема соединен с входом процессора 17 третьего ПК автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, соединенного с блоком 16 ввода информации, выход блока 18 приема соединен с входом процессора 19 четвертого ПК автоматизированного рабочего места работника службы пути, выход которого соединен с входом блока 21 вывода информации.

Система определения потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли используется следующим образом.

Устройство оптической съемки искусственного спутника земли (ИСЗ) 1 осуществляет оптико-элетронную съемку потенциально-опасных участков, прилегающих к железнодорожной линии, результаты которой по каналу 5 спутниковой связи поступают в устройство 3 приема информации. Устройство радиолокационной съемки 2 осуществляет радиолокационную интерферометрическую съемку территории, результаты которой по каналу 6 спутниковой связи поступают в устройство приема информации 3. Из второго персонального компьютера (ПК) процессора 10 в устройство 3 поступает информация о выборе необходимых объектов космических съемок, связанных с потенциально опасными участками пути. Выбранная информация поступает в блок 7 обработки информации, где осуществляется их привязка к топологии исследуемой местности. Обработанная информация из блока 7 поступает в процессор 8 первого ПК, подготавливающий информацию блока 7 к формированию цифровой карты потенциально опасных участков в формирователе 9. Сформированная цифровая карта поступает в процессор 10 второго ПК, в котором хранится карта в блоке памяти геоинформационной базы данных. С помощью блока 11 работник инженерно-геологической базы вводит оперативную информацию сейсмических и метеорологических данных, которую использует в формирователе 13 карты рисков. Сформированная в блоке 13 информация карты рисков через передающий блок 14 и канал связи 25 поступает в блок приема 15 и процессор 17 третьего ПК автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, который использует ее для формирования с помощью блока 16 ввода информации приказов по оперативному управлению движения поездов на потенциально опасных участках. Через передающий блок 14, канал связи 24, блок 18 приема информация карты рисков поступает в процессор 19 четвертого ПК автоматизированного рабочего места работника службы пути, который использует ее для формирования с помощью блока 21 вывода информации приказов по ремонтно-восстановительным и предупредительным работам на пути. На основании цифровой карты потенциально опасных участков, сформированной в формирователе 9, работник инженерно-геологической базы с помощью процессора 10 второго ПК передает по каналу 22 связи информацию о необходимости исследования опасных участков на персональный компьютер 20 мобильного автоматизированного рабочего места линейного работника инженерно-геологического базы, который после проведения соответствующих исследований и выполнения ремонтных работ передает по каналу связи 22 информацию о текущем состоянии обследованного потенциально опасного участка.

Система контроля потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли, содержащая устройство радиолокационной съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите и связанное посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, соединенным с блоком памяти, выход устройства приема информации через блок обработки информации соединен с процессором первого персонального компьютера, отличающаяся тем, что в нее введены устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, второй, третий, четвертый и пятый персональные компьютеры, установленные соответственно на автоматизированных рабочих местах работника инженерно-геологической базы, поездного диспетчера, работника службы пути, на мобильном автоматизированном рабочем месте, формирователь цифровой карты потенциально опасных участков местности, формирователь цифровой карты рисков, передающий блок и два приемных блока, при этом устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, соединено посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, процессор первого персонального компьютера соединен с формирователем цифровой карты потенциально опасных участков местности, который подключен к процессору второго персонального компьютера, соединенного с блоком памяти, в который записана геоинформационная база данных, с процессором четвертого персонального компьютера и пятым персональным компьютером, процессор второго персонального компьютера через формирователь карты рисков соединен с передающим блоком, который по каналам связи соединен с первым и вторым приемными блоками, при этом выход первого приемного блока подключен к четвертому процессору четвертого персонального компьютера, а выход второго приемного блока соединен с процессором третьего персонального компьютера, выход процессора второго персонального компьютера соединен посредством канала связи с управляющим входом устройства приема информации.