CZ28577U1 - Soustava pro zabezpečení železničních přejezdů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zabezpečení železničních přejezdů, konkrétně úrovňových přejezdů, kde dochází ke křížení železniční tratě se silnicí, a to především přejezdů nechráněných závorami a/nebo světelným návěstím, přičemž předkládaná soustava pro takové zabezpečení je analogicky použitelná i pro chráněné přejezdy.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je známo mnoho zařízení, systémů a soustav, určených pro zabezpečení železničních přejezdů. Již před desítkami let se začalo s využíváním elektrických obvodů, kde v určitém místě na železniční trati se pomocí mechanických kontaktů, případně později pomocí indukčního přenosu, indikoval průjezd vlaku, kterážto informace se přenášela buď do lokomotivy, jako výstraha pro strojvedoucího, pokud přejel návěstí v poloze „stůj“, nebo se spouštělo v takové situaci automatické zastavení vlaku, nebo se informace přenášela k signalizaci a/nebo závorám na přejezdu, kde se takto aktivovalo zařízení pro zastavení silničního provozu před příjezdem vlaku.

V dalším vývoji zabezpečovacích zařízení pro přejezdy jsou pak známa zařízení nejen na bázi logických reléových obvodů, ale též principiálně podobná zařízení, používající logických obvodů na bázi polovodičů, resp. pak i integrovaných obvodů. S postupným používáním elektronických prvků se zvyšovala bezpečnost a spolehlivost zařízení a také jejich adaptabilita pro různá konkrétní použití. Shora popsaná zařízení jsou patrná například ze spisů CS 4805, CS 36500, CZ U 4100. U zde výše obecně zmíněných i konkrétně označených systémů či zařízení se jednak používá přenosu informací mezi místem na trati a lokomotivou, případně ještě zabezpečovacím zařízením, resp. signalizací na přejezdu, nebo též se jedná o napojení na kontrolní stanoviště, pro sledování případné poruchy zařízení, nebo dokonce i pro lokalizaci takové poruchy. Dále pak se objevuje u známých dosavadních řešení také bezdrátový přenos informací, a to jednak v systémech, pracujících v podstatě na logických vazbách, které byly použity již dříve, jednak také s vyspělejší a více adaptabilní logikou, což bylo umožněno rozvojem a využitím elektroniky a počítačové techniky. Vedle do té doby užitých míst, která se navzájem propojovala informačními a logickými vazbami, se objevuje i propojení s dalším místem, které je potenciálním účastníkem možného střetu osobní a železniční dopravy, a sice propojení s automobilem, vyskytujícím se v blízkosti železničního přejezdu. Takové řešení je známo např. ze spisu CZ U 15806, kde se jedná o umístění signalizačního prvku přímo do vozidla, přičemž podstatou je použití vysílače s krátkým dosahem a s napojením na signalizaci na přejezdu a přijímače, umístěného ve vozidle a připojeného přes vyhodnocovací jednotku na signalizační prvek ve vozidle. Jde tedy o samostatné propojení signalizace na přejezdu s doplňkovou signalizací ve vozidlech, jistící informaci řidiče pro případ přeslechnutí či přehlédnutí stávající obvyklé signalizace na přejezdu. Podobný systém jako předchozí je popsán ve spise CZ U 27499, kde, vedle bezdrátového přenosu informace do přijímače v silničním vozidle, je vytvořeno i bezdrátové spojení na routery se signalizací podél příjezdu po silnici k přejezdu, přičemž navíc je v signalizaci na přejezdu instalován i přijímač/vysílač, kde vysílač komunikuje se silničními vozidly, resp. s těmito vozidly přes routery se signalizací u silnice před přejezdem a přijímač je upraven pro příjem kontrolních signálů od routerů, pro kontrolu jejich funkce. Je zde také zmíněna možnost dálkové komunikace přes internet ve vztahu k vysílači/přijímači na přejezdu, a to pro dálkovou kontrolu funkce zařízení. Je dokonce i zmíněna možnost oboustranné komunikace ve vztahu k přijímačům ve vozidlech, ovšem s možností vysílám jen pro servisní účely. S předchozím systémem prakticky shodný systém je také ještě znám ze spisu CZ U 27500, kde navíc jsou podél železniční trati před přejezdem instalovány detektory příjezdu železničního vozidla, bezdrátově spojené s přijímačem/vysílačem na přejezdu. Propojení na železniční vozidlo, mimo u trati umístěných prvků vnější pasivní detekce průjezdu tohoto železničního vozidla, zde není uvedeno. Relativně velké množství variant propojení míst, souvisejících se zabezpečením železničního přejezdu, je patrné ve spisu EP 2585354. Místa podstatná pro

-1 CZ 28577 U1 zajištění bezpečností na přejezdu, jako zabezpečovací zařízení přejezdu, resp. jeho kontrolní stanice, vlak, resp. lokomotiva, a automobil jsou vždy opatřeny přijímacím a vysílacím zařízením a vlak i automobil jsou navíc vybaveny satelitním přijímačem, umožňujícím zjištění vlastní polohy, a také čidly a souvisejícími bloky pro zjištění dalších údajů o vlaku i o vozidle a pro zpracování a odeslání těchto údajů do kontrolního stanoviště přejezdu. Ve vztahu k uvedeným údajům a vazbám je tedy zde patrné obousměrné přímé bezdrátové informační propojení mezi automobilem a kontrolním stanovištěm přejezdu a mezi vlakem a uvedeným kontrolním stanovištěm přejezdu. Posledně popsané zařízení poskytuje poměrně vysoký stupeň zabezpečení situace na přejezdu, přičemž na jednu stranu je poměrně složité a na druhou stranu jeho je jeho funkce prakticky zcela závislá na současné bezchybné funkci satelitního určení polohy vozidla i vlaku. Bezchybnost této funkce může být narušena nejen případnou poruchou satelitního přijímače nebo poruchou navazujících vyhodnocovacích bloků, nebo i vysílacího zařízení informací o vlaku či vozidle, ale i poruchou typu rušení přenosu při dálkovém přenosu informací mezi vozidlem, resp. vlakem a kontrolní centrálou, zejména pokud kontrolní centrála je vzdálena od vlastního přejezdu, nebo stačí například v některých místech ztráta kontaktu se satelitem následkem místního, i když třeba krátkodobého, stínění, apod.

Úkolem předkládaného technického řešení se tedy jeví vytvoření soustavy, která by sestávala z jednodušších součástí a současně by se zde redukoval počet rizikových míst možného selhání funkce.

Podstata technického řešení

Nevýhody dosavadních řešení se v podstatné míře omezují soustavou pro zabezpečení železničních přejezdů, vykazující jak poměrně jednoduchou konstrukci, tak i významné omezení rizika poruchy, kde tato soustava obsahuje alespoň jedno silniční vozidlo, vybavené alespoň přijímacím zařízením, alespoň jeden železniční přejezd, opatřený alespoň vysílacím zařízením a soubor drážních vozidel s vlastním pohonem, kde každé z těchto drážních vozidel je vybaveno přijímacím a vysílacím zařízením, se získává u soustavy. Podstata tohoto technického řešení spočívá vtom, že vysílací zařízení železničního přejezdu je upraveno alespoň pro vysílání jednoduchého varovného signálu, upraveného alespoň pro iniciaci, po příjmu přijímačem v silničním vozidle, zvukové a/nebo optické signalizace a současně vykazující, ve spolupráci s přijímačem v silničním vozidle, dosah 100 až 500 m, přičemž vysílací zařízení drážního vozidla je upraveno alespoň pro vysílání jednoduchého varovného signálu, upraveného alespoň pro iniciaci, po příjmu přijímačem v silničním vozidle, zvukové a/nebo optické signalizace v tomto vozidle, a současně vykazující, ve spolupráci s přijímačem v silničním vozidle, dosah 200 až 2000 m, přičemž současně tento dosah je volen o 100 až 300 % vyšší než dosah vysílacího zařízení železničního přejezdu, a kde současně povaha vysílaného varovného signálu z železničního přejezdu ve vztahu k povaze vysílaného varovného signálu z drážního vozidla jsou navzájem ve vztahu, upraveném pro možnost jejich rozlišení v přijímacím zařízení silničního vozidla. Výhodné je, jestliže přijímací zařízení v silničním vozidle je upraveno pro rozlišení varovného signálu ze železničního přejezdu od varovného signálu z drážního vozidla a současně je upraveno pro generování alespoň dvou, zjevně, svou povahou a/nebo intenzitou, navzájem odlišných varovných signalizací, v závislosti na detekci varovného signálu pouze ze železničního přejezdu, nebo varovného signálu ze železničního přejezdu současně s varovným signálem z drážního vozidla. Dále je výhodné, jestliže v zařízení železničního přejezdu a/nebo v drážním vozidle je instalováno kontrolní přijímací zařízení, upravené ke kontrolnímu příjmu a signalizaci vlastního vysílaného varovného signálu a/nebo poruchy v tomto vysílání. S výhodou je kontrolní přijímací zařízení v drážním vozidle upraveno navíc ke kontrolnímu příjmu varovného signálu ze železničního přejezdu a/nebo z jiného místa. Výhodou je také, jestliže zařízení železničního přejezdu je vybaveno doplňkovým vysílacím a přijímacím zařízením na bázi modulu GSM, upraveným pro obousměrnou komunikaci s provozovatelem tohoto zařízení pro přenos informace o stavu a/nebo okamžitých či za určitý čas uložených parametrech zabezpečovacího zařízení železničního přejezdu. Konečně je též výhodou, jestliže silniční vozidlo je vybaveno ještě vysílacím zařízením, upraveným pro ko-2CZ 28577 Ul munikaci s kontrolním přijímacím zařízením drážního vozidla, kde toto vysílací zařízení silničního vozidla je upraveno pro generování nouzového signálu o vlastním či cizím uváznutí na železničním přejezdu.

Takto se dosáhne vytvoření poměrně jednoduchého a spolehlivého zařízení, resp. soustavy, kterou lze aplikovat s poměrně nízkými náklady postupně na jednotlivé železniční přejezdy a postupně do jednotlivých silničních vozidel. Pouze je pro plnohodnotnou funkci alespoň v určité oblasti železniční sítě třeba, aby v celé takové oblasti byla příslušným alespoň vysílacím zařízením vybavena současně všechna drážní vozidla s vlastním pohonem, tedy v podstatě lokomotivy či motorové jednotky či soupravy.

Objasnění výkresu

Soustava podle předkládaného technického řešení je blíže popsána a vysvětlena na příkladném provedení, kde na obr. 1 je patrné schéma celé soustavy s vyznačením dosahu vysílačů a na obr. 2 je pak schéma zařízení ve vozidlech a na přejezdu.

Příklady uskutečnění technického řešení

Soustava pro zabezpečení železničních přejezdů, vytvořená v souladu předkládaným technickým řešením, v příkladném provedení obsahuje obecně alespoň jedno silniční vozidlo 2, přičemž zde je příkladně zobrazeno právě jedno silniční vozidlo 2. Toto vozidlo 2 je zde vybaveno přijímacím zařízením 22. V uvedené soustavě je dále zahrnut obecně alespoň jeden, zde příkladně právě jeden železniční přejezd I, opatřený vysílacím zařízením 11. Popisovaná soustava zahrnuje ještě soubor drážních vozidel 3 s vlastním pohonem, kde každé z těchto drážních vozidel 3 je vybaveno přijímacím zařízením 32 a vysílacím zařízením 31. Podstatné je, že vysílací zařízení H železničního přejezdu I je upraveno alespoň pro vysílání jednoduchého varovného signálu, upraveného alespoň pro iniciaci, po příjmu přijímacím zařízením 22 v silničním vozidle 2, zvukové a optické signalizace a současně vykazující, ve spolupráci s přijímacím zařízením 22 v silničním vozidle 2, dosah 200 m. Přitom současně vysílací zařízení 31 drážního vozidla 3 je upraveno pro vysílání jednoduchého varovného signálu, upraveného pro iniciaci, po příjmu přijímacím zařízením 22 v silničním vozidle 2, zvukové a optické signalizace v tomto vozidle 2, a současně vykazující, ve spolupráci s přijímacím zařízením 22 v silničním vozidle 2, dosah okolo 600 m, přičemž současně v této situaci tento dosah je volen o 200 % vyšší než dosah vysílacího zařízení 11 železničního přejezdu 1. Současně povaha vysílaného varovného signálu z železničního přejezdu 1 ve vztahu k povaze vysílaného varovného signálu z drážního vozidla 3 jsou navzájem ve vztahu, upraveném pro možnost jejich rozlišení v přijímacím zařízení 22 silničního vozidla 2. S výhodou zde přijímací zařízení 22 v silničním vozidle 2 je upraveno pro rozlišení varovného signálu ze železničního přejezdu I od varovného signálu z drážního vozidla 3 a současně je upraveno pro generování dvou, zjevně, svou povahou a intenzitou, navzájem odlišných varovných optických a zvukových signalizací, v závislosti na detekci varovného signálu pouze ze železničního přejezdu i, nebo varovného signálu ze železničního přejezdu 1 současně s varovným signálem z drážního vozidla 3. Zde potom ještě v zařízení železničního přejezdu I a také i v drážním vozidle 3 je instalováno kontrolní přijímací zařízení 13, 33, upravené ke kontrolnímu příjmu a signalizaci vlastního vysílaného varovného signálu a/nebo poruchy v tomto vysílání. S výhodou zde také kontrolní přijímací zařízení 33 v drážním vozidle 3 je upraveno navíc ke kontrolnímu příjmu varovného signálu ze železničního přejezdu i. Zařízení železničního přejezdu i je zde také vybaveno doplňkovým vysílacím zařízením 111 a přijímacím zařízením 12 na bázi modulu GSM, upraveným pro obousměrnou komunikaci s provozovatelem tohoto zařízení pro přenos informace o stavu a/nebo okamžitých či za určitý čas uložených parametrech zabezpečovacího zařízení železničního přejezdu 1. Konečně je zde též s výhodou silniční vozidlo 2 vybaveno nouzovým vysílacím zařízením 21, upraveným pro komunikaci s kontrolním přijímacím zařízením 33 drážního vozidla 3, kde toto nouzové vysílací zařízení 21 silničního vozidla 2 je

-3 CZ 28577 Ul upraveno pro generování nouzového signálu o vlastním či cizím uváznutí na železničním přejezdu 1.

Takto se dosáhne i v tomto příkladném provedení vytvoření jednoduchého a spolehlivého zařízení, resp. soustavy, kterou lze aplikovat s nízkými náklady, a to postupně, na jednotlivé železniční přejezdy I a postupně do jednotlivých silničních vozidel 2. Pro plnohodnotnou funkci soustavy v alespoň v určité oblasti železniční sítě je třeba, aby v celé takové oblasti byla příslušným alespoň vysílacím zařízením 31 vybavena současně všechna drážní vozidla 3 s vlastním pohonem, tedy v podstatě lokomotivy či motorové jednotky či soupravy.

Funkce soustavy je následující. Vysílací zařízení 11 železničního přejezdu I šíří jednak informační signál, který v rámci dosahu tohoto vysílacího zařízení U, po příjmu přijímacím zařízením 22 silničního vozidla 2, jednak, po příjmu přijímacím zařízením 32 drážního vozidla 3, informuje pomocí optické a zvukové signalizace, a to po dekódování této informace, strojvedoucího drážního vozidla 3 i řidiče silničního vozidla 2 o blízkosti železničního přejezdu I, jednak, po přijetí a dekódování varovného signálu od železničního přejezdu i, je jak řidič silničního vozidla 2, tak i strojvedoucí drážního vozidla 3 varován, resp. informován, o tom, že na blížícím se železničním přejezdu 1 je spuštěna signalizace o blížím se drážním vozidle 3 k tomuto železničnímu přejezdu 1. Pro řidiče silničního vozidla 2 je to přídavné varování, že se sám blíží k železničnímu přejezdu i se zapnutou signalizací, pro strojvedoucího drážního vozidla 3 je to ujišťující informace, že na blížícím se železničním přejezdu I je signalizace řádně spuštěna. Signál, vysílaný z drážního vozidla 3, je pojištěním jak signálu z železničního přejezdu I, tak i funkce samotné signalizace na železničním přejezdu i. K tomu je s výhodou přizpůsobena i optická a zvuková signalizace v silničním vozidle 2. Bezpečnost soustavy se zvyšuje ještě instalací kontrolních přijímacích zařízení 13 a 33 v železničním přejezdu 1 a v drážním vozidle 3, kterými se kontroluje akce vlastních vysílacích zařízení 11 a 31. Příjem varovného signálu z železničního přejezdu I také pomocí kontrolního přijímacího zařízení 33 funguje také pro zvýšení bezpečnosti, neboť při příjezdu drážního vozidla 3 k železničnímu přejezdu 1, kde nefunguje signalizace, je strojvedoucí naveden již předběžně snižovat rychlost či zastavit a/nebo dávat ve zvýšené míře zvuková znamení. V příkladném provedení je zařízení železničního přejezdu I vybaveno též doplňkovým vysílacím zařízením 111 a doplňkovým přijímacím zařízením 12 na bázi modulu GSM, čímž tak lze ze strany provozovatele tohoto zařízení 111, 12 kontrolovat ze vzdáleného stanoviště také správnou funkci celého signalizačního zařízení na železničním přejezdu I. Průmyslová využitelnost

Systém podle předkládaného technického řešení je využitelný pro zvýšení bezpečnosti především na nechráněných úrovňových železničních přejezdech, ale pro další, i zde významné, zvýšení bezpečnosti jej lze aplikovat i na existujících chráněných železničních přejezdech.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Soustava pro zabezpečení železničních přejezdů, kde tato soustava obsahuje alespoň jedno silniční vozidlo (2), vybavené alespoň přijímacím zařízením (22), alespoň jeden železniční přejezd (1), opatřený alespoň vysílacím zařízením (11) a soubor drážních vozidel (3) s vlastním pohonem, kde každé z těchto drážních vozidel (3) je vybaveno přijímacím zařízením (32) a vysílacím zařízením (31), vyznačená tím, že vysílací zařízení (11) železničního přejezdu (1) je upraveno alespoň pro vysílání jednoduchého varovného a/nebo informačního signálu, upraveného alespoň pro iniciaci, po příjmu přijímacím zařízením (22) v silničním vozidle (2), zvukové a/nebo optické signalizace, a současně vykazující, ve spolupráci s přijímacím zařízení (22) v silničním vozidle (2), dosah 100 až 500 m, přičemž vysílací zařízení (31) drážního vozidla (3) je upraveno alespoň pro vysílání jednoduchého varovného signálu, upraveného alespoň pro

   -4CZ 28577 U1 iniciaci, po příjmu přijímacím zařízením (22) v silničním vozidle (2), zvukové a/nebo optické signalizace v tomto vozidle (2), a současně vykazující, ve spolupráci s přijímacím zařízením (22) v silničním vozidle (2), dosah 200 až 2000 m, přičemž současně je tento dosah volen o 100 až 300 % vyšší než dosah vysílacího zařízení (11) železničního přejezdu (1), a kde současně povaha vysílaného varovného signálu ze železničního přejezdu (1) ve vztahu k povaze vysílaného varovného signálu z drážního vozidla (3) jsou navzájem ve vztahu, upraveném pro možnost jejich rozlišení v přijímacím zařízení (22) silničního vozidla (2).
2. 2. Soustava podle nároku 1, vyznačená tím, že přijímací zařízení (22) v silničním vozidle (2) je upraveno pro rozlišení varovného signálu ze železničního přejezdu (1) od varovného signálu z drážního vozidla (3) a současně je upraveno pro generování alespoň dvou, zjevně, svou povahou a/nebo intenzitou, navzájem odlišných varovných signalizací, v závislosti na detekci varovného signálu pouze ze železničního přejezdu (1), nebo varovného signálu ze železničního přejezdu (1) současně s varovným signálem z drážního vozidla (3).
3. 3. Soustava podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že v zařízení železničního přejezdu (1) a/nebo v drážním vozidle (3) je instalováno kontrolní přijímací zařízení (13, 33) upravené ke kontrolnímu příjmu a signalizaci vlastního vysílaného varovného signálu a/nebo poruchy v tomto vysílání.
4. 4. Soustava podle nároku 3, vyznačená tím, že kontrolní přijímací zařízení (33) v drážním vozidle (3) je upraveno navíc ke kontrolnímu příjmu varovného signálu ze železničního přejezdu (1) a/nebo z jiného místa.
5. 5. Soustava podle některého z nároků laž4, vyznačená tím, že zařízení železničního přejezdu (1) je vybaveno doplňkovým vysílacím zařízením (111) a přijímacím zařízením (12) na bázi modulu GSM, upraveným pro obousměrnou komunikaci s provozovatelem tohoto zařízení pro přenos informace o stavu a/nebo okamžitých či za určitý čas uložených parametrech zabezpečovacího zařízení železničního přejezdu (1).
6. 6. Soustava podle některého z nároků laž5, vyznačená tím, že silniční vozidlo (2) je vybaveno ještě nouzovým vysílacím zařízením (21), upraveným pro komunikaci s kontrolním přijímacím zařízením (33) drážního vozidla (3), kde toto nouzové vysílací zařízení (21) silničního vozidla (2) je upraveno pro generování nouzového signálu o vlastním či cizím uváznutí na železničním přejezdu (1).