CZ304476B6 - Zařízení pro bezpečnou indikaci přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě - Google Patents

Abstract

Zařízení pro bezpečnou indikaci přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě zahrnuje lokalizované pozemní objekty, v nichž jsou detašovaná zabezpečovací zařízení (IE1, IE2, až IEm) jednoho společného zabezpečovacího systému (IS), vyhodnocujícího přítomnost či nepřítomnost kolejového vozidla (TV) či vlaku (T), a kolejnicové pásy (R1, R2), přičemž na stojinách prvního kolejnicového pásu (R1), případně druhého kolejnicového pásu (R2) dané železniční koleje umístěné na trati (L) jsou umístěna kumulovaná čidla (CS1 CS2, CS3, až CSn), která jsou schopna komunikovat v síťovém komunikačním režimu prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln jak se sběrnými body (CO1, CO2, až COX), tak přímo s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem (TV) či vlakem (T). Každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný otřesový detektor (SH1, SH2, SH3, až SHn), který je citlivý na otřesy okolí, tedy především na otřesy, které způsobuje přes něj jedoucí kolejové vozidlo (TV) či vlak (T) a zároveň každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný magnetický detektor (MG1, MG2, MG3, až MGn), který je citlivý na blízkou přítomnost feromagnetického předmětu, například nákolku kolejového vozidla (TV). Každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje prvek pro své elektrické napájení elektrickou energií, případně prvek pro generování této elektrické energie, a podél železniční tratě (L) jsou lokalizovány sběrné body (CO1, CO2, až COX), které obsahují příslušný alespoň jeden vyhodnocovací obvod (AC1, AC2, až ACX). Na kolejovém vozidle (TV) či vlaku (

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro bezpečnou indikaci přítomnost kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích.

Dosavadní stav techniky

Až dosud byla v historických začátcích datovaných do roku 1871, kdy pan Robinson vynalezl první kolejový obvod, zjišťována přítomnost či nepřítomnost kolejového vozidla v kolejovém úseku pohledem dopravního zaměstnance na danou část kolejiště. Tento postup byl velice závislý na lidském činiteli, jehož selhání byla s přibývající hustotou dopravního momentu čím dál častější a měla fatální důsledky z hlediska bezpečnosti dopravy, a proto byly hledány a nacházeny objektivní technické prostředky s dostatečnou mírou technické a provozní bezpečnosti. Takovým prostředkem byl nejprve sériový kolejový obvod. Ten byl koncipován tak, že napájecí konec byl zařazen v sérii s kolejnicovými pasy, s alespoň jednou nápravou kolejového vozidla a kolejovým přijímačem. Pokud kolejové vozidlo bylo v kolejovém úseku přítomno, kolejový přijímač byl vybuzen a naopak. Reakční doba sériového kolejového obvodu byla výrazně kratší, než je tomu u paralelního kolejového obvodu, ale na rozdíl od paralelního kolejového obvodu je jeho funkční i technická bezpečnost neporovnatelně nižší, jak je zřejmé z četné literatury, například z učebnice V. Chudáček, O. Poupě: Zabezpečovací technika v železniční dopravě, díl I. Paralelní kolejový obvod byl oproti tomu zapojen tak, že napájecí konec byl prostřednictvím dvou kolejnicových pasů, navzájem odizolovaných od dalších segmentů kolejiště, paralelně připojen ke kolejovému přijímači, který je ve vybuzeném stavu, pokud daný kolejový úsek je prostý kolejového vozidla a naopak odbuzený, pokud tam kolejové vozidlo alespoň jednou svou nápravou je přítomno. Je tomu tak proto, že dochází v tomto případě k šuntování vstupních svorek kolejového přijímače, čímž dochází kjeho energetickému odbuzení. Ve stejné literatuře je zřejmá značná nevýhoda dalšího technického prostředku - izolované kolejnice, která se používala na zhlavích elektromechanických zabezpečovacích zařízení pro vyhodnocení průjezdu vlaku s cílem inicializovat vybavení postavené jízdní cesty. Dalším známým prostředkem pro zjišťování přítomnosti kolejového úseku je počítač náprav, jehož podstata spočívá v počítání náprav všech kolejových vozidel, které vjedou do sledovaného kolejového úseku, což se následně porovnává s počtem náprav, které z daného úseku v daném směru jízdy vyjely. Pokud je výsledný rozdíl roven nule, pak je daný kolejový úsek prostý kolejového vozidla, tedy volný, a naopak. Značnou nevýhodou všech uvedených technických prostředků je skutečnost, že vyžadují složitý a z hlediska bezpečnosti náročný a nákladný napájecí systém a značně nákladnou kabelizaci. Další nevýhodou u nejvíce rozšířených prostředků, tedy paralelních kolejových obvodů, je relativně nízká odolnost proti ohrožujícím proudům generovaným z trakčních vozidel vysokého výkonu, především s asynchronními motory. Zajištění dostatečné interoperability, zejména u značné rozšířených kolejových obvodu s 25 Hz napájecím kmitočtem, které se masově používají v Rusku, je velice obtížně řešitelný technický problém. Obdobně vykazují značný technický problém systémy s počítači náprav, jejichž reset, restart, vyžaduje osobní prohlídku dopravního zaměstnance a do doby jeho návratu ke stavědlu je možný vznik nebezpečné situace, když mezitím daný kolejový úsek bude obsazen například špatně zajištěným kolejovým vozidlem, které přijede do daného kolejového úseku z odstavných kolejích například působením větru nebo sklonových poměrů. V literatuře: RFID Solutions for Railway Industry - GAO-RFID je sice uveden princip využívání prvků RFID pro lokalizaci vlaků, jeho nevýhodou je však skutečnost, že princip je založen na složitém, náročném a nákladném systému zabezpečení tratí s využitím vysokokapacitních balíz.

Řešení, které představuje vynález podle dokumentu DE 2640971, zveřejněný dne 16.3.1978 o názvu „Verfahren zur Richtungserkennung and - Anzeige von strecken gebundenen“ Fahrzeu- 1 CZ 304476 B6 gen“, se zabývá indikací kol kolejových vozidel vyhodnocením prvního výstupu, který je tvořen laděným obvodem feritové cívky a druhého výstupu, který tvoří seismické čidlo. Způsob vyhodnocení kolejového vozidla však vykazuje nedostatky spočívající v omezené reakční době vyhodnocení rozladění obvodu s feritovou cívkou a tím dochází k omezení při vyhodnocení kolejových vozidel s vyšší lychlostí. Další nevýhodou je použití analogových zesilovačů v obou kanálech, jejichž zesílení není bezpečně prováděno, ani kontrolováno, a proto může dojít k falešnému vyhodnocení železničního kola. Není zřejmé, jak je dosaženo požadované úrovně bezpečnosti SIL>1 při poruše rozhodující komponent, jako jsou detekční diody, zesilovače. Schmidtův obvod, komparátor. Rovněž není zřejmé, jakje zajištěn stabilní režim a zejména redundance rozhodujících komponent tohoto vynálezu. Lze předpokládat, že stabilita systému není zajištěna bezpečným způsobem.

Řešení, které představuje vynález podle dokumentu US 7481400, zveřejněný dne 4.1.2007 o názvu „Railway wheel sensor“, se zabývá indikací průjezdu kola kolejového vozidla přes indikační bod, který sestává ze dvou Hallových sond a jednoho dekretu vibrací. Vyhodnocení přítomnosti kola nad čidlem spočívá v analogovém vyhodnocení výstupních signálů, které mají derivační charakter. Lze proto předpokládat, že bude obtížné zajistit imunitu vyhodnocovacího procesu proti elektromagnetické interferenci, která může falešně a nebezpečně ovlivnit výstupní impulsy derivační impulsy. Ty jsou snadno falešně ovlivnitelné vnější elektromagnetickou interferencí a zejména je tomu tak, v tak těžkém prostředí, jakým kolejiště s trakčním provozem bezesporu je. Výhodou tohoto řešení je, že čidlo vyhodnocuje díky dvěma Hallovým sondám i směr jízdy kola. Není však zřejmé, zda se tak děje s požadovanou integritou bezpečnosti SIL> 1, protože text vynálezu neuvádí, jak je dosažena potřebná redundance. Další nevýhodou tohoto vynálezu je provedení kombinovaného čidla, které je připevněno k patě kolejnice, což brání mechanickému podbíjení kolejnic. To je v současné době nezbytný požadavek pro realizaci zařízení v náročném železničním provozu.

Řešení, které představuje vynález podle dokumentu EP 1295775, zveřejněný dne 26.3.2003 o názvu „Train detection“, se zabývá detekcí vlaku, kombinuje stávající prostředky jakým je paralelní kolejový obvod a počítač náprav k dosažení vyšší redundance, tedy bezpečnosti. Toto z hlediska míry bezpečnosti velice výhodné řešení je vykoupeno, i podle slov autorů vynálezu, vysokými investičními i provozními náklady. Navíc nejsou odstraněny nevýhody kolejových obvodů, ke kterým patří vysoké náklady na kabelizaci, izolované styky, stykové transformátory, ale i provozní nedostatky jako nefunkčnost při znečištění temen kolejnic brzdovým pískem či korozí. Rovněž nízká imunita proti emisi ohrožujících proudů z asynchronních strojů hnacích vozidel atp. Nejsou odstraněny nevýhody počítačů náprav, k nimž patří nezanedbatelné chybné odečítání vjetých/vyjetých os, nevýhody při řešetu systému po výpadku napájení a podobně.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky se odstraní zařízením pro bezpečnou indikaci přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě tak, že

- na stojinách prvního kolejnicového pásu, případně druhého kolejnicového pásu dané železniční koleje umístěné na trati jsou umístěna kumulovaná čidla, která jsou schopná komunikovat v síťovém komunikačním režimu prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln jak se sběrnými body, tak přímo s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem či vlakem,

- každé kumulované čidlo obsahuje alespoň jeden příslušný otřesový detektor, který je citlivý na otřesy okolí, tedy především na otřesy, které způsobuje přes něj jedoucí kolejové vozidlo či vlak a zároveň

- každé kumulované čidlo obsahuje alespoň jeden příslušný magnetický detektor, který je citlivý na blízkou přítomnost feromagnetického předmětu, například nákolku kolejového vozidla a

- každé kumulované čidlo obsahuje prvek pro své elektrické napájení elektrickou energií, případně prvek pro generování této elektrické energie,

-2CZ 304476 B6

- podél železniční tratě jsou lokalizovány sběrné body, které obsahují příslušný alespoň jeden vyhodnocovací obvod,

- na kolejovém vozidle či vlaku je lokalizované komunikační čidlo s výstupem,

- každé kumulované vozidle či vlaku je lokalizované komunikační čidlo s výstupem, který s pomocí zašifrovaných elektromagnetických vln je schopen komunikovat s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem či vlakem a

- tato komunikace obsahuje v každém kumulovaném čidle obvod cyklického vyhodnocení čísla vlaku a čísla kolejového úseku tratě, na kterém se vlak daného čísla nachází.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že všechna kumulovaná čidla jsou pevně lokalizována na té boční straně stojin kolejnicových pásů, nad kterou pojíždějí nákolky kolejových vozidel.

Výše uvedené nedostatky jsou také odstraněny tak, že všechna kumulovaná čidla jsou pevně lokalizována na stojinách kolejnicových pásů ve shodném horizontálním rozmezí.

Uvedené nedostatky jsou také odstraněny tak, že

- prvky pro napájení elektrickou energii každého kumulovaného čidla jsou čidlové akumulátory,

- prvky pro napájení elektrickou energií sběrných bodů jsou sběrné akumulátoiy a

- prvky pro dobíjení čidlo vých akumulátorů, jakož i sběrných akumulátorů, jsou články, které generují elektrickou energii na základě dvou rozdílných teplot, kterými je vystavena každá separátní část tohoto článku.

Funkce zařízení podle vynálezu je následující. Při jízdě kolejového vozidla či vlaku v daném směru v prvním kolejovém úseku dojde při přejetí první nápravy přes první otřesový detektor a přes první magnetický detektor prvního kumulativního čidla ke změně informací z logicky nulových na logicky jednotkové na příslušných výstupech. Tyto informace se zašlou na první vyhodnocovací obvod, který je lokalizovaný v prvním sběrném bodě. Totéž se děje při přejetí zbývajících náprav kolejového vozidla či vlaku přes první kumulativní čidlo. Tato činnost se opakuje při vjetí kolejového vozidla či vlaku do druhého kolejového úseku při přejetí přes druhé kumulované čidlo, které komunikuje jak s druhým sběrným bodem, tak s prvním sběrným bodem, až konečně při vjetí kolejového vozidla či vlaku do n-tého kolejového úseku dojde k shodné komunikaci ntého kumulativního čidla s x-tým sběrným bodem a rovněž s druhým sběrným bodem. V uvedených sběrných bodech dochází k vyhodnocení volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku na základě odpočtu počtu vjetých náprav kolejového vozidla či vlaku do příslušného kolejového úseku od počtu vyjetých náprav z příslušného kolejového úseku. Tato informace se předává nej bližším zabezpečovacím zařízením za předpokladu splnění níže uvedených podmínek.

Pokud existuje a-násobný současný logicky jednotkový výstup příslušného otřesového detektoru a zároveň pokud existuje současný a-násobný logicky jednotkový výstup příslušného magnetického detektoru, kdy a-násobek je číslo, které přesně odpovídá počtu náprav kolejového vozidla či vlaku, přičemž kolejové vozidlo či vlak jsou přítomné v kolejovém úseku, když nejprve se v prvním kroku zjistí v souladu s jízdou kolejového vozidla v daném směru a-násobný logicky jednotkový výstup prvního otřesového detektoru v daném směru a-násobný logicky jednotkový výstup prvního otřesového detektoru prvního kumulovaného čidla, současně s a-násobným logicky jednotkovým výstupem prvního magnetického detektoru v dalším kroku se následně zjistí v daném směru jízdy vlaku obdobně v určitém okamžiku současně a-násobný logicky jednotkový výstup druhého otřesového detektoru druhého kumulovaného čidla, současně s a-násobným logicky jednotkovým druhým výstupem druhého magnetického detektoru, až v posledním kroku se následně zjistí v daném směru jízdy kolejového vozidla či vlaku obdobně současně a-násobný logicky jednotkový výstup n-tého otřesového detektoru n-tého kumulovaného čidla, současně a-3 CZ 304476 B6 násobný logicky jednotkový n-tý výstup n-tého magnetického detektoru, potom výstupní informace vyskytující se na příslušném výstupu příslušných otřesových detektorů, jakož i výstupní informace vyskytující se na výstupech příslušných magnetických detektorů se v pravidelných prvních cyklech vysílají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln minimálně do nejbližšího sběrného bodu, který spolu s dalšími sběrnými body tvoří meshovou komunikační síť s využitím zašifrovaných rádiových vln, kdy meshová komunikační síť na úrovni sběrných bodů je pomocí zašifrovaných rádiových vln spojena jednak navzájem, jednak s ústřednami nejbližších zabezpečovacích zařízení, například s prvním zabezpečovacím zařízením, lokalizovaným podél železniční trati, čímž

- dochází k vyhodnocení volnosti či obsazenosti kolejových úseků, k čemuž se využívá bezpečného odpočítávání počtu vjetých náprav kolejového vozidla či vlaku do příslušného kolejového úseku od počtu vyjetých náprav kolejového vozidla či vlaku z příslušného kolejového úseku. Pokud odečet je nulový, příslušný kolejový úsek je volný a naopak. Tato informace se vyhodnocuje postupně v prvním detašovaném vyhodnocovacím obvodu, který je lokalizovaný v prvním sběrném bodě, potom v druhém detašovaném vyhodnocovacím obvodu, který je lokalizovaný ve druhém sběrném bodě až v x-tém detašovaném vyhodnocovacím obvodu, který je lokalizovaný v x-tém vyhodnocovacím bodě jako informaci o volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku kolejovým vozidlem či vlakem a zasílá se do nejbližších zabezpečovacích zařízení, pro další zpracování a využití, zejména pro zabezpečení vlakové dopravy způsobem vytváření závislostí v příslušném prvním zabezpečovacím zařízení, v druhém zabezpečovacím zařízení, až v mtém zabezpečovacím zařízení.

Funkce bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě je rovněž prováděna tak, že kolejové vozidlo či vlak svým prvním výstupem vlakového komunikačního modulu oboustranně komunikuje prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln se všemi výstupy kumulovaných čidel. Tedy s výstupem prvního komunikačního obvodu prvního kumulovaného čidla, s výstupem druhého komunikačního obvodu druhého kumulovaného čidla, až s -n výstupem n-tého komunikačního obvodu n-tého kumulovaného čidla, v pravidelných druhých komunikačních cyklech, přičemž se jak v kolejovém vozidle či vlaku, tak ve všech dosažitelných kumulovaných čidlech cyklicky vyhodnocují časové příznaky této oboustranné komunikace, čímž se vyhodnocuje vzdálenost mezi vozidlem či vlakem a mezi příslušným sběrným bodem a rovněž se přenáší informace o celistvosti, tedy integritě, vlaku a o číslu blížícího se kolejového vozidla či vlaku k tomu kterému kumulovanému čidlu lokalizovanému na alespoň jednom kolejnicovém pásu železniční tratě. V případě, že vjede celý vlak daného čísla při jízdě ve směru z prvního kolejového úseku do druhého kolejového úseku a bude mít informaci z rout map o tom jak dlouhý kolejový úsek je a vlak daného čísla má informaci o své délce a integritě, potom při cyklické komunikaci s druhým komunikačním bodem získá při určitém komunikačním cyklu bezpečnou informaci o tom, že první kolejový úsek zcela opustil, tedy že je volný, prostý kolejového vozidla. Tím se povýší úroveň této indikace na úroveň liniovou, ačkoliv je prováděna bodovými prostředky.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je podstatné zlevnění investičních a provozních nákladů, které je nutné vynaložit na výstavbu systému podle vynálezu ve srovnání s náklady, které je nutno vynaložit pro výstavbu dosud známých a používaných systémů pro indikaci přítomnosti či nepřítomnosti kolejového vozidla/vlaku v kolejových úsecích. Toto zlevnění nákladů na investice a provoz bude podle odborného odhadu až na úrovni rovnající se jedné desetině nákladů oproti stávajícím dosud známým a používaným systémům, jako jsou dvoupásové kolejové obvody nebo počítače náprav. Je tomu tak především proto, že při využití systému podle tohoto vynálezu se výrazně šetří náklady na poměrně sofistikované a proto nákladné napájecí zařízení a na kabelizaci. Ekonomická efektivnost řešení podle tohoto vynálezu je tak výrazně příznivá dále především proto, že komponenty systému podle vynálezu jsou velice levné a proto, že jsou napájeny z velice levných akumulátorů s dlouhou dobou života. Jsou tedy prakticky bezúdržbové po dobu řádově deseti let. Tato doba snížené údržby se zvyšuje, pokud budou alternativně tyto akumulátory dobíjeny z miniaturních dobíječích článků, které generují elektrickou energii na základě existence rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto dobíjecího článku. Rovněž tak,

-4CZ 304476 B6 že bude v maximální možné míře aplikován spící režim vybraných komponent systému podle vynálezu, aniž by došlo ke snížení míry jeho technické a funkční bezpečnosti.

Rozhodující výhodou řešení podle tohoto vynálezu oproti dosud známému řešení, které využívá počítače náprav, je skutečnost, že se využívá k indikaci vjetí/vyjetí osy kolejového vozidla, které vjede/vyjede do/z příslušného kolejového úseku logicky jednotkových výstupů dvou detektorů, tedy otřesového detektoru a magnetického detektoru, čímž se podstatně zvýší míra diverzifikace detekční informace. Podstatný rozdíl ale spočívá v tom, že řešením podle vynálezu dochází ke kontinuálnímu rádiovému spojení kolejového vozidla s příslušným kumulovaným čidlem, čímž řešení podle vynálezu získává výhody liniové detekce, jakou mají například dvoupásové kolejové obvody.

Další podstatnou výhodou tohoto vynálezu je nezávislost kumulovaných čidel a dalších komponent systému na vlivu ohrožujících proudů emitovaných do kolejových úseků z trakčních hnacích vozidel. Dále nezávislost na trakčních proudech, na nesymetrii trakčních proudů a na negativních účincích častého ukolejňování vodivých konstrukcí přes nespolehlivě fungující průrazky nalézající se podél železniční tratě. Lze konstatovat, že systém podle vynálezu splňuje vysoké nároky interoperability, což je v současné době, kdy se zavádí do provozu hnací kolejová vozidla s vysoce výkonnými asynchronními motory, velice aktuální a žádoucí.

Nezanedbatelnou výhodou je flexibilní, rychlá a levná montáž systému podle tohoto vynálezu a iychlá náhrada, zastaralých kolejových obvodů, které například používají kmitočty 25Hz, případně 50Hz, za systém podle vynálezu. Tím se šetří nejen investiční, ale i provozní náklady, doby výluky v dopravě a podobně. Důvodem pro nutnost náhrady těchto zastaralých kolejových obvodů je skutečnost, že relevantní normy ČSN 342613 ed.2, ČSN 342614 ed. 2 novou instalaci těchto zastaralých kolejových obvodů již neumožňují. Tyto kolejové obvody bude nutné urychleně nahradit novými bezpečnějšími prostředky, například systémem podle tohoto vynálezu.

V některých zemích, například v Rusku, je tak nutné v dohledné době nahradit řádově až jeden milion kolejových obvodů s kmitočtem 25 Hz.

Podstatnou výhodou systému podle tohoto vynálezu je skutečnost, že každé kumulované čidlo periodicky komunikuje nejen se sběrnými body, ale také s kolejovým vozidlem, či vlakem, takže je kompatibilní součástí otevřeného systému bezpečné indikace integrity vlaku podle PV 201094. Z této skutečnosti plyne značná výhoda spočívající v tom, že i při stojícím kolejovém vozidle v některém kolejovém úseku dochází díky zmíněné periodické komunikaci uskutečňované ve druhém komunikačním cyklu s využitím zašifrovaných rádiových vln k přenosu informace o obsazenosti tohoto kolejového úseku, díky přenášenému číslu vlaku, a diverzifikované díky přenášenému časovému příznaku o vzdálenosti mezi kolejovým úsekem a příslušným kolejovým vozidlem. Tato skutečnost zásadně odstraňuje značnou nevýhodu dosud známého systému počítače náprav, jehož reset po výpadku napájení vyžaduje osobní kontrolu dotčených kolejových úseků provozním zaměstnancem. Tuto činnost u systému podle vynálezu není třeba díky komunikaci ve druhém cyklu provádět. Navíc k řešetu neplánovaně prakticky nedojde díky napájení komponent systému podle vynálezu z akumulátorů s dlouhou dobou života. Zmíněná kompatibilita systému podle vynálezu s řešením podle PV 2010-94 umožňuje multiplikačně využívat komunikace mezi vlakovým komunikačním modulem a komunikačními moduly kumulovaných čidel k přenosu návěstních pojmů z tratě na kolejové vozidlo k přenosu diagnostických informací, čísla vlaku, informací o horkoběžnosti, integritě vlaku, spotřebě elektrické energie vlaku z kolejového vozidla na zabezpečovací systém a naopak.

V odlehlých oblastech, na kterých ta která železniční správa provozuje zabezpečenou vlakovou dopravu, například v Rusku, v Číně, USA, Kanadě apod. bude výhodné používat systémpodle vynálezu pro jeho nezávislost na magistrátním napájení pomocí kabelizace nebo silových vzdušných vedení, ale také pro možnost zajišťovat vzájemnou komunikaci mezi sběrnými body a zabezpečovacími zařízeními zabezpečovacího systému s využitím satelitní komunikace, například GLONASS, který má ze všech známých systémů největší územní pokrytí a má nejmodemější

-5CZ 304476 B6 zabezpečení. To umožní výhodně realizovat novou výstavbu tratí v těchto odlehlých oblastech a návazně provozovat tyto tratě výrazně s nižšími náklady než tomu bylo u dosud známých technických systémů či prostředků. To bude mít výrazné návazné přínosy pro rozvoj ekonomiky dotčených regionů. Z toho plyne, že systém podle tohoto vynálezu představuje zvýšení pokroku v železniční zabezpečovací technice o jednu generaci.

Nezanedbatelnou výhodou systému podle vynálezu je skutečnost, že způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích je zcela nezávislý na znečištění styku kol vlaků s kolejnicemi, což v současnosti je značný problém při provozování dvoupásových kolejových obvodů v místech s nadměrným pískováním kolejnic brzdovým pískem, ale i při znečištění temen kolejnic roztroušeném nevodivým substrátem, který měl být přepraven předchozím vlakem. Nejen v České republice, ale i v Německu byly v posledních letech prokazatelně registrovány z tohoto důvodu nehody i se ztrátou lidského života. Ze stejných důvodů je systém podle tohoto vynálezu rovněž imunní proti častému vzniku koroze temen kolejnic koroze dočasně nepoj ížděných kol kolejových vozidel provozovaných na železničních tratích s dvoupásovými kolejovými obvody.

Velkou výhodou systému podle tohoto vynálezu je, že integrálně zachovává výhody dosavadních prostředků zjišťujících volnost/obsazenost kolejových úseků, jako jsou dvoupásové kolejové obvody a počítače náprav a naproti tomu výrazně odstraňuje nevýhody těchto prostředků za cenu podstatně levnějšího zařízení. Periodickým přenosem čísla vlaku do kumulovaných čidel a zpětný přenos na vlak informace o identifikačním čísle kolejových úseků se odstraňuje nevýhoda počítačů náprav při výpadku napájení a následném řešetu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně popsán na příkladech provedení, znázorněných na schematických připojených výkresech, z nichž představuje obr. 1 topologické znázornění lokalizace výstroje podle vynálezu podél tratě a některé trajektorie obousměrné komunikace mezi komunikačními čidly, kolejovým vozidlem či vlakem a mezi jednotlivými sběrnými body, obr. 2 časové rozložení periodické komunikace mezi výstupy otřesových a magnetických detektorů komunikačních čidel a mezi sběrnými body v prvním cyklu a obr. 3 časové rozložení periodické komunikace mezi třetími výstupy komunikačních čidel s kolejovým vozidlem či vlakem ve druhém cyklu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení pro indikaci přítomnost kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L podle tohoto vynálezu. Tento sytém zahrnuje první kumulované čidlo CS1, druhé kumulované čidlo CS2, třetí kumulované čidlo CS3, až n-té kumulované čidlo SCn, z nichž každé obsahuje alespoň jeden příslušný otřesový detektor SH1, SH2, SH3, až SHn, z nichž každý je citlivý na otřesy především pojížděného kolejového vozidla TV či vlaku T. Rovněž obsahuje alespoň jeden příslušný magnetický detektor MG1, MG2, MG3, až MGn z nichž každý je citlivý na přítomnost feromagnetického materiálu v definované vzdálenosti, především nákolku pojížděného kolejového vozidla TV. Zahrnuje také alespoň jeden příslušný komunikační modul Cl, C2, C3, až Cn. Všechna kumulovaná čidla topologicky determinují příslušné kolejové úseky, tedy první kolejový úsek RS1, druhý kolejový úsek R2, až n-tý kolejový úsek RSn. Tyto kolejové úseky jsou voleny variabilně podle požadavků pro řízení dopravy ve vzdálenostech Dl, D2, až Dn tratě L. Každý otřesový detektor SH1, SH2, SH3,

-6CZ 304476 B6 až SHn obsahuje alespoň jeden příslušný výstup OSH1, OSH2, OSH3 až OSHn. Každý magnetický detektor MG1, MG2, MG3, až MGn obsahuje alespoň jeden příslušný výstup 0MG1, 0MG2, 0MG3, až OMGn. Kumulovaná čidla CS1, CS2, CS3, až CSn zahrnují příslušné komunikační moduly Cl, C2, C3, až Cn. Z nich každý má alespoň jeden příslušný výstup OSCU OSC2, OSC3, až OSCn. Každé kumulované čidlo obsahuje jeden příslušný čidlový akumulátor Al, A2, A3 až An. Kolejové vozidlo TV či vlak T na uvedeném příkladu provedení se pohybuje v příslušném směru jízdy TD po prvním kolejnicovém pásu Rl a současně po druhém kolejnicovém pásu R2 tratě L. Zabezpečovací systém IS rozvinutý ve stuhové síti podél železniční tratě L zahrnuje pevné pozemní objekty, v nichž jsou detašovaná příslušná zabezpečovací zařízení, tedy první zabezpečovací zařízení IE1, druhé zabezpečovací zařízení IE2, až m-té zabezpečovací zařízení IEm. Tato zabezpečovací zařízení korespondují s pomocí zašifrovaných radiových vln s prvním sběrným bodem CO1 s druhým sběrem bodem CO2, až s x-tým sběrným bodem COX, z nichž každý je napájen z příslušného sběrného akumulátoru AR1, AR2. až ARX. Každý sběrný bod prostřednictvím příslušného sběrného komunikačního modulu AC1, AC2, až ACX komunikuje prostřednictvím zašifrovaných radiových vln s přilehlými kumulovanými čidly CS1, CS2, CS3, až CSn podle dostupnosti radiového spojení. Realizace kumulovaných čidel je proveditelná především díky technickému pokroku, protože již existuje na trhu například miniaturní elektronický prvek typu RFID, což je rádio lřequency Identification detecktor, který vzhledem k použité technice VLI má vedle komunikačních subsystémů pracujících v oblasti 868 MHz v České republice, respektive 915 MHz v USA, instalovaný také otřesový detektor, který vyhovuje systému podle tohoto vynálezu. Byl ověřen prototyp zákaznického prvku RFID, který navíc obsahuje magnetický detektor MG1, MG2, MG3, až MGn, kteiý detekuje přítomnost feromagnetického materiálu na vzdálenost řádově desítek centimetrů, takže rovněž toto řešení vyhovuje systému podle tohoto vynálezu. Výhodou tohoto řešení jsou malé rozměry komponent podle vynálezu a malá spotřeba elektrické energie a poměrně velký komunikační dosah. Výhodou je, že se jedná o pozemní komunikaci, která s využitím komunikace se zabezpečovacími zařízeními El, IE2, až IEm přes sběrné body CO1, CO2, až COX je schopen komunikovat alternativně buď s využitím satelitní komunikace, nebo s využitím pozemní komunikace se zabezpečením, které využívá kódové nadbytečnosti či šifrování. Alternativně je možné realizovat na této úrovni komunikaci obvyklou u meshové sítě. Rovněž je výhodné využívat napájení kumulovaných čidel CS1, CS2, CS3, až CSn z čidlových akumulátorů Ad, A2, A3, až An bez nutnosti instalace sofistikovaného a proto velice nákladného napájecího systému včetně velice nákladné kabelizace. Rovněž pro napájení sběrných bodů CO1, CO2, až COX je výhodné použít sběrných akumulátorů AR, AR2, až ARX bez nutnosti používat nákladné napájení z napájecího systému prostřednictvím nákladné kabelizace. Eventuální dobíjení těchto akumulátorů lze realizovat s využitím miniaturních dobíječů, které generují elektrickou energii na základě existence rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto dobij ecího článku. Za účelem úspory spotřeby elektrické energie potřebné pro napájení komponent systému podle vynálezu lze s výhodou využít spícího režimu vybraných částí tohoto zařízení s tím, že bude toto zařízení aktivováno některým z možných podnětů, který je generován například příjmem informace o blížícím se kolejovém vozidle TV či vlaku T díky otřesovým detektorům SH1, SH2, SH3, až SHn. Tím se dosahuje vysokého stupně bezůdržbovosti systému podle tohoto vynálezu.

Na obr. 2 je znázorněn příklad časového rozložení periodické komunikace v prvních cyklech CC1 mezi výstupy OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn otřesových detektorů SH1. SH2, SH3, až SHn kumulovaných čidel CS1, CS2, CS3, až CSn s dosažitelnými sběrnými body CO1, CO2, až COX. Rovněž v prvních cyklech CC1 se realizuje komunikace mezi výstupy OMG1, OMG2, 0MG3, až OMGn magnetických detektorů MG1, MG2, MG3, až MGn kumulovaných čidel CS1, CS2, CS3, až CSn s dosažitelnými sběrnými body CO1, CO2, až COX. Pro vyhodnocení platné informace přenášené v prvním cyklu CC1 je možno zvolit takový algoritmus, u něhož musí být ve stanoveném časovém úseku přijato stanovený počet cyklů se stejným obsahem zprávy.

Na obr. 3 je znázorněn příklad časového rozložení periodické komunikace v druhých cyklech CC2 mezi výstupy OSC1, OSC2, OSC3, až OSCn komunikačních modulů Cl, C2, C3, až Cn kumulovaných čidel CS1, CS2, CS3, až CSn s dosažitelným vlakovým komunikačním modulem

-7CZ 304476 B6

CTV kolejového vozidla TV či vlaku T. Pro vyhodnocení platné informace přenášené v druhém cyklu CC2 je možno zvolit takový algoritmus, u něhož musí být ve stanoveném časovém úseku přijato stanovený počet cyklů se stejným obsahem zprávy.

Z obr. 1., 2., a 3. je zřejmá funkce zařízení podle vynálezu. Při jízdě kolejového vozidla TV či vlaku T v daném směru TD v prvém kolejovém úseku RS1 dojde při přejetí první nápravy přes první otřesový detektor SH1 a přes první magnetický detektor MG1 prvního kumulovaného čidla CS1 ke změně informací z logicky nulových na logicky jednotkové na příslušných výstupech QSH1 a 0MG1. Tyto se zašlou na první vyhodnocovací obvod AC1, který je lokalizovaný v prvním sběrném bodě CO1. Totéž se děje při přejetí zbývajících náprav kolejového vozidla TV či vlaku T přes první kumulované čidlo CS1. Tato činnost se opakuje při vjetí vozidla TV či vlaku T do druhého kolejového úseku RS2 při přejetí přes druhé kumulované čidlo CS2, které komunikuje jak s druhým sběrným bodem CO2, tak s prvním sběrným bodem CO1, až konečně při vjetí kolejového vozidla TV či vlaku T do n-tého kolejového úseku RSn dojde ke shodné komunikaci n-tého kumulovaného čidla CSn s x-tým sběrným bodem COX a rovněž s druhým sběrným bodem CO2. V uvedených sběrných bodech dochází k vyhodnocení volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS3, až RSn, na základě odpočtu počtu vjetých náprav kolejového vozidla TV či vlaku T do příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS3, až RSn od počtu vyjetých náprav z příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS3, až RSn. Tato informace se předává nejbližším zabezpečovacím zařízením IE1, IE2, až IEm za předpokladu splnění níže uvedených podmínek.

Pokud existuje a-násobný současný logicky jednotkový výstup OSHn příslušného otřesového detektoru SH1, SH2, SH3, až SHn a pokud existuje zároveň současný a-násobný logicky jednotkový výstup 0MG1, QMG2, OMG3, až OMGn příslušného magnetického detektoru MG1, MG2, MG3, až MGn, kdy a-násobek je číslo, které přesně odpovídá počtu náprav kolejového vozidla TV či vlaku T, přičemž kolejové vozidlo TV či vlak T jsou přítomné v kolejovém úseku, když nejprve se v prvém kroku zjistí v souladu s jízdou kolejového vozidla TV v daném směru TD anásobný logicky jednotkový výstup QSH1 prvního otřesového detektoru SH1 prvního kumulovaného čidla CS1, současně s a-násobným logicky jednotkovým výstupem 0MG1 prvního magnetického detektoru MG1 v dalším kroku se následně zjistí v daném směru jízdy TD vlaku TV obdobně v určitém okamžiku současně a-násobný logicky jednotkový výstup OSH2 druhého otřesového detektoru SH2 druhého kumulovaného čidla CS2, současně s a-násobným logicky jednotkovým druhým výstupem OMG2 druhého magnetického detektoru MG2, až v posledním kroku se následně zjistí v daném směru jízdy TD kolejového vozidla TV či vlaku T obdobně současně a-násobný logicky jednotkový výstup OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn n-tého otřesového detektoru SHn n-tého kumulovaného čidla CSn, současně a-násobný logicky jednotkový n-tý výstup OMGn n-tého magnetického detektoru MGn potom výstupní informace vyskytující se na příslušném výstupu OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn příslušných otřesových detektorů SH1, SH2, SH3, až SHn, jakož i výstupní informace vyskytující se na výstupech OMG1, OMG2, OMG3, až OMGn příslušných magnetických detektorů MG1, MG2, až MGn se v pravidelných prvních cyklech CC1 vysílají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln minimálně do nejbližšího sběrného bodu CO1, který spolu s dalšími sběrnými body CO2, až COX tvoří meshovou komunikační síť s využitím zašifrovaných radiových vln, kdy meshová komunikační síť na úrovni sběrných bodů CO1, CO2 až COX je pomocí zašifrovaných rádiových vln spojena jednak navzájem, jednak s ústřednami nejbližších zabezpečovacích zařízení IE1, IE2, až IEm, například s prvním zabezpečovacím zařízením IE1, lokalizovaným podél železniční trati L, čímž dochází k vyhodnocení volnosti či obsazenosti kolejových úseků RS1, RS2, RS3, až RSn, k čemuž se využívá bezpečného odpočítávání počtu vjetých náprav kolejového vozidla TV či vlaku T do příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS2, až RSn od počtu vyjetých náprav kolejového vozidla TV či vlaku T z příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS3, až RSn. Pokud odečet je nulový, příslušný kolejový úsek RS1, RS2, RS3, až RSn je volný a naopak. Tato informace se vyhodnocuje postupně v prvním detašovaném vyhodnocovacím obvodu AC1, kteiý je lokalizovaný v prvním sběrném bodě CO1, potom v druhém detašovaném vyhodnocovacím obvodu AC2, který je lokalizovaný ve druhém sběrném bodě CQ2 až v x-tém detašovaném vyhodnocovacím

-8CZ 304476 B6 obvodu ACX, který je lokalizovaný v x-tém vyhodnocovacím bodě COX jako informace o volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku RS1, RS2, až RSn kolejovým vozidlem TV či vlakem T a zasílá se do nejbližších zabezpečovacích zařízení IE1, IE2, až IEm, pro další zpracování a využití, zejména pro zabezpečení vlakové dopravy způsobem vytváření závislostí v příslušném prvním zabezpečovacím zařízení IE1, v druhém zabezpečovacím zařízení IE2, až v m-tém zabezpečovacím zařízení IEm.

Na obr. 1, 2. a 3. je rovněž schematicky znázorněna funkce bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L tak, že kolejové vozidlo TV či vlak T svým prvním výstupem OCTV vlakového komunikačního modulu CTV oboustranně komunikuje prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln se všemi výstupy OCS1, OCS2, OCS3, až OCSn kumulovaných čidel CS1, CS2, až CSn. Tedy s výstupem OCS1 prvního komunikačního modulu Cl prvního kumulovaného čidla CS1, s výstupem OCS2 druhého komunikačního modulu C2 druhého kumulovaného čidla CS2, až s -n výstupem OCSn n-tého komunikačního modulu Cn n-tého kumulovaného čidla CSn, v pravidelných druhých komunikačních cyklech CC2, přičemž se jak v kolejovém vozidle TV či vlaku T, tak ve všech dosažitelných kumulovaných čidlech cyklicky vyhodnocují časové příznaky této oboustranné komunikace, čímž se vyhodnocuje vzdálenost mezi vozidlem TV či vlakem T a mezi příslušným sběrným bodem CO1, CO2 až COX a rovněž se přenáší informace o celistvosti, tedy integritě, vlaku T a o číslu blížícího se kolejového vozidla TV či vlaku T k tomu kterému kumulovanému čidlu CS1, CS2, až CSn lokalizovanému na alespoň jednom kolejnicovém pásu Rl, R2 železniční tratě L. V případě, že vjede celý vlak T daného čísla při jízdě v daném směru TD z prvního kolejového úseku RS1 do druhého kolejového úseku RS2 a bude mít informaci z rout map o tom jak dlouhý kolejový úsek RS2 je a vlak T daného čísla má informaci o své délce a integritě, potom při cyklické komunikaci s druhým komunikačním bodem CS2 získá při určitém komunikačním cyklu bezpečnou informaci o tom, že první kolejový úsek RS1 zcela opustil, tedy že je volný, prostý kolejového vozidla Tím se povýší úroveň této indikace na úroveň liniovou, ačkoliv je prováděna bodovými prostředky.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je podstatné zlevnění investičních a provozních nákladů, které je nutné vynaložit na výstavbu zařízení podle vynálezu ve srovnání s náklady, které je nutno vynaložit pro výstavbu dosud známých a používaných zařízení pro indikaci přítomnosti či nepřítomnosti kolejového vozidla/vlaku v kolejových úsecích. Toto zlevnění nákladů na investice a provoz bude podle odborného odhadu až na úrovni rovnající se jedné desetině nákladů oproti stávajícím, dosud známým a používaným systémům, jako jsou dvoupásové kolejové obvody nebo počítače náprav. Je tomu tak především proto, že při využití tohoto vynálezu se výrazně šetří náklady na poměrně sofistikované napájecí zařízení a na kabelizaci. Ekonomická efektivnost řešení podle tohoto vynálezu je tak výrazně příznivá dále především proto, že komponenty zařízení podle vynálezu jsou velice levné a proto, že jsou napájeny z velice levných čidlových akumulátorů Al, A2, A3, až An a sběrných akumulátorů AR1, AR2, až ARX s dlouhou dobou života. Jsou tedy prakticky bezúdržbové po dobu řádově deseti let. Tato doba snížené údržby se zvyšuje, pokud budou alternativně tyto akumulátory dobíjeny z miniaturních dobíječích článků, které generují elektrickou energii na základě existence rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto dobíjecího článku. Rovněž tak, že bude v maximální možné míře aplikován spící režim vybraných komponent zařízení podle vynálezu, aniž by došlo ke snížení míry jeho technické a funkční bezpečnosti.

Rozhodující výhodou řešení podle tohoto vynálezu oproti dosud známému řešení, které využívá počítače náprav je skutečnost, že se využívá k indikaci vjetí osy kolejového vozidla TV, do/z příslušného kolejového úseku RS1, RS2, až RSn logicky jednotkových výstupů dvou fyzikálně odlišných detektorů, tedy otřesového detektoru SH1, SH2, SH3, až SHn a magnetického detektoru MGJ, MG2, MG3, až MGn, čímž se podstatně zvýší míra diverzifikace detekční informace. Podstatný rozdíl ale spočívá v tom, že řešením podle tohoto vynálezu dochází ke kontinuálnímu rádiovému spojení kolejového vozidla s příslušným kumulovaným čidlem, čímž řešení podle vynálezu získává výhody liniové detekce, jako mají například dvoupákové kolejové obvody.

-9CZ 304476 B6

Další podstatnou výhodou tohoto vynálezu je nezávislost kumulovaných čidel CSl, CS2, CS3, až CSn a dalších komponent systému na vlivu ohrožujících proudů emitovaných do kolejových úseků z trakčních hnacích vozidel. Dále nezávislost na trakčních proudech, na nesymetrii trakčních proudů a na negativních účincích častého ukolejňování vodivých konstrukcí, přes nespolehlivě fungující průrazky, nalézající se podél železniční tratě L. Lze konstatovat, že vynález splňuje vysoké nároky interoperability, což je v současné době, kdy se zavádí do provozu hnací kolejová vozidla s vysoce výkonnými asynchronními motory, velice aktuální a žádoucí.

Nezanedbatelnou výhodou je flexibilní, rychlá a levná montáž systému pro provádění způsobu podle vynálezu a rychlá náhrada, zastaralých kolejových obvodů, které například používají kmitočty 25Hz, případně 50 Hz, za systém pro provádění způsobu podle vynálezu. Tím se šetří nejen investiční, ale i provozní náklady, doby výluky v dopravě a podobně. Důvodem pro nutnost náhrady těchto zastaralých kolejových obvodů je skutečnost, že relevantní normy ČSN 342613 ed. 2, ČSN 342614 ed. 2 novou instalaci těchto zastaralých kolejových obvodů již neumožňují. Tyto kolejové obvody bude nutné urychleně nahradit novými bezpečnějšími prostředky, například zařízením podle tohoto vynálezu. Konkrétně v Rusku je tak nutné v dohledné době nahradit řádově až jeden milion kolejových obvodů s kmitočtem 25 Hz.

Podstatnou výhodou vynálezu je skutečnost, že každé kumulované čidlo CSL CS2, CS3, až CSn periodicky komunikuje nejen se sběrnými body CO1, CO2, CO3, až COX, ale také s kolejovým vozidlem TV, či vlakem T, takže je kompatibilní součástí otevřeného systému bezpečné indikace integrity vlaku podle PV 2010-94. Z této skutečnosti plyne značná výhoda spočívající v tom, že i při stojícím kolejovém vozidle TV v některém kolejovém úseku RSL RS2, až RSn dochází díky zmíněné periodické komunikaci uskutečňované ve druhém komunikačním cyklu CC2 s využitím zašifrovaných rádiových vln k přenosu informace o obsazenosti tohoto kolejového úseku, díky přenášenému číslu vlaku, a diverzifikované díky přenášenému časovému příznaku o vzdálenosti mezi příslušným kumulovaným čidlem CSl, CS2, CS3, až CSn a příslušným kolejovým vozidlem TV či vlakem T. Tato skutečnost zásadně odstraňuje značnou nevýhody dosud známého systému počítače náprav, jehož reset po výpadku napájení vyžaduje osobní kontrolu dotčených kolejových úseků provozním zaměstnancem s vysokou kvalifikací na úrovni výpravčího. Tuto činnost u zařízení podle vynálezu není třeba díky komunikaci ve druhém cyklu CC2 provádět. Navíc k řešetu neplánovaně prakticky nedojde díky napájení komponent systému podle vynálezu z čidlových akumulátorů Al, A2, A3, až An s dlouhou dobou života. Zmíněná kompatibilita systému podle vynálezu s řešením podle PV 2010-94 umožňuje multiplikačně využívat komunikace mezi vlakovým komunikačním modulem CTV a komunikačními moduly kumulovaných čidel k přenosu návěstních pojmů z tratě L na kolejové vozidlo TV, k přenosu diagnostických informací, čísla vlaku, informací o horkoběžnosti, integritě vlaku, spotřebě elektrické energie vlaku z kolejového vozidla na zabezpečovací systém a naopak.

V odlehlých oblastech, na kterých ta která železniční správa provozuje zabezpečenou vlakovou dopravu, například v Rusku, v Číně, USA, Kanadě apod. bude výhodné používat vynález pro jeho nezávislost na magistrálním napájení realizovaném pomocí kabelizace, ale také pro možnost zajišťovat vzájemnou komunikaci mezi sběrnými body CPI, CO2, CQ3, až COX, a zabezpečovacími zařízeními IE1, IE2, až IEm zabezpečovacího systému IS s využitím satelitní komunikace, například GLONASS, který má ze všech známých systémů největší územní pokrytí a má nejmodemější zabezpečení. To umožní výhodně realizovat novou výstavbu tratí v těchto odlehlých oblastech a návazně provozovat tyto tratě výrazně s nižšími náklady než tomu bylo při využívání dosud známých technických systémů či prostředků. To bude mít výrazné návazné přínosy pro rozvoj ekonomiky dotčených regionů. Z toho plyne, že tento vynález představuje zvýšení pokroku v železniční zabezpečovací technice o jednu generaci dopředu.

Nezanedbatelnou výhodou řešení podle vynálezu je skutečnost, že zařízení pro bezpečnou indikaci přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn je zcela nezávislé na znečištění styku kol vlaků s kolejnicemi, což v současnosti je značný problém

- 10CZ 304476 B6 při provozování dvoupásových kolejových obvodů v místech s nadměrným pískováním kolejnic brzdovým pískem, ale i při znečištění temen vlakem. Nejen v České republice, ale i v Německu, byly v posledních letech prokazatelně registrovány z tohoto důvodu nehody i se ztrátou lidského života. Ze stejných důvodů je řešení podle vynálezu rovněž imunní proti korozi temen kolejnic a korozi dočasně nepojížděných kol kolejových vozidel TV provozovaných na železničních tratích L s dvoupásovými kolejovými obvody.

Velkou výhodou řešení podle tohoto vynálezu je, že integrálně zachová výhody dosavadních prostředků zjišťujících volnost/obsazenost kolejových úseků, jako jsou dvoupásové kolejové obvody a počítače náprav a naproti tomu výrazně odstraňuje nevýhody těchto prostředků za cenu podstatně levnějšího řešení. Periodickým přenosem čísla vlaku do kumulovaných čidel CS1, CS2, CS3, až CSn a zpětný přenos informace o identifikačním čísle kolejových úseků RS1, RS2, až RSn na vlak T se odstraňuje nevýhoda počítačů náprav, která vzniká zejména při výpadku napájení a při následném řešetu.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle tohoto vynálezu lze využít především při výstavbě a zabezpečení nových železničních tratí L a také při rekonstrukci stávajících železničních tratí L vybavenými již technicky překonanými prostředky, které vyhodnocují přítomnost kolejových vozidel TV v kolejových úsecích RS1, RS2, RS3, až RSn. Takovými zastaralými prostředky jsou především kolejové obvody s kmitočtem 25 Hz a 50 Hz. Pro svou značnou výhodu zařízení podle vynálezu, kterou je napájení z interních čidlových akumulátorů Al, A2, A3, až An s dlouhou dobou života a minimálními nároky na údržbu, najde systém podle tohoto vynálezu uplatnění u všech existujících železničních správ, především správ, jejichž tratě se nalézají v odlehlých zeměpisných oblastech s mnohakilometrovými traťovými mezistaničními úseky, kde dosud známé napájení relevantní výstroje pomocí kabelových či vzdušných silových rozvodů je techniky náročné a ekonomicky nákladné. Takovými oblastmi jsou železniční tratě především v Rusku, Číně, USA a Kanadě. Tam navíc lze s výhodou použít vzájemnou satelitní komunikaci, například nově zavedený systém GLONAS nebo GALILEO - SR. Rovněž lze tuto satelitní komunikaci s výhodou aplikovat mezi sběrnými body CO1, CO2, CO3, až COn navzájem a rovněž mezi jimi a zabezpečovacími zařízeními IE1, IE2, až IEm zabezpečovacího systému IS. Tuto komunikaci lze alternativně realizovat pomocí zašifrovaných pozemních rádiových vln v rámci meshové sítě.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro bezpečnou indikaci přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě, zahrnující lokalizované pozemní objekty, v nichž jsou detašovaná zabezpečovací zařízení (IE1, IE2, až IEm) jednoho společného zabezpečovacího systému (IS), vyhodnocujícího přítomnost či nepřítomnost kolejového vozidla (TV) či vlaku (T), a kolejnicové pásy (R1,R2), vyznačující se tím, že

   - na stojinách prvního kolejnicového pásu (Rl), případně druhého kolejnicového pásu (R2) dané železniční koleje umístěné na trati (L) jsou umístěna kumulovaná čidla (CS1, ČS2, CS3, až CSn), která jsou schopná komunikovat v síťovém komunikačním režimu prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln jak se sběrnými body (CO1, CO2, až COX), tak přímo s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem (TV) či vlakem (T),

   - každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný otřesový detektor (SH1, SH2, SH3, až SHn), kteiý je citlivý na otřesy okolí, tedy především na otřesy, které způsobuje přes něj jedoucí kolejové vozidlo (TV) či vlak (T) a zároveň

   -11 CZ 304476 B6

   - každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný magnetický detektor (MG1, MG2, MG3, až MGn), který je citlivý na blízkou přítomnost feromagnetického předmětu, například nákolku kolejového vozidla (TV) a

   - každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje prvek pro své elektrické napájení elektrickou energií, případně prvek pro generování této elektrické energie,

   - podél železniční tratě (L) jsou lokalizovány sběrné body (CO1, CO2, až COX), které obsahují příslušný alespoň jeden vyhodnocovací obvod (AC1, AC2, až ACX),

   - na kolejovém vozidle (TV) či vlaku (T) je lokalizované komunikační čidlo (CTV) s výstupem (OCTV),

   - každé kumulované čidlo (CS1, CS2, CS3, až CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný komunikační modul (Cl, C2, C3, až Cn), který s pomocí zašifrovaných elektromagnetických vln je schopen komunikovat s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem (TV) či vlakem (T) a

   - tato komunikace obsahuje v každém kumulovaném čidle (CS1, CS2, CS3, až CSn) obvod cyklického vyhodnocení čísla vlaku (T) a čísla kolejového úseku (RS1, RS2, až RSn) tratě (L), na kterém se vlak (T) daného čísla nachází.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechna kumulovaná čidla (CS1, CS2, CS3, až CSn) jsou pevně lokalizována na té boční straně stojin kolejnicových pásů (Rl, R2), nad kterou pojíždějí nákolky kolejových vozidel.
3. 3. Zařízení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že všechna kumulovaná čidla (CS1, CS2, CS3, až CSn) jsou pevně lokalizována na stojinách kolejnicových pásů (Rl, R2) ve shodném horizontálním rozmezí.
4. 4. Zařízení podle nároku 3 nebo některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že

   - prvky pro napájení elektrickou energií každého kumulovaného čidla (CS1, CS2, CS3, až CSn) jsou čidlové akumulátory (Al, A2, až An),

   - prvky pro napájení elektrickou energií sběrných bodů (CO1, CO2, až COX) jsou sběrné akumulátory (AR1, AR2, až ARX) a

   - prvky pro dobíjení čidlových akumulátorů (Al, A2, až An), jakož i sběrných akumulátorů (AR1, AR2, až ARX), jsou články, které generují elektrickou energii na základě dvou rozdílných teplot, kterými je vystavena každá separátní část tohoto článku.