RU104904U1

RU104904U1 - DIAGNOSTIC AND REMOTE RAILWAY MONITORING SYSTEM

Info

Publication number: RU104904U1
Application number: RU2011103466/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Непомнящий; Герман Владимирович Осадчий; Дмитрий Николаевич Пристенский; Андрей Александрович Лысков; Валерий Александрович Соколов; Вадим Борисович Соколов; Кирилл Юрьевич Долинский; Сергей Львович Шапиро; Константин Сергеевич Шапиро
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Мостовое бюро"
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-05-27
Also published as: RU104904U8

Abstract

1. Система диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути, включающая размещенные вдоль контролируемого участка железнодорожного пути датчики параметров технического состояния элементов рельсовой линии и верхнего строения железнодорожного пути, отличающаяся тем, что вдоль контролируемого участка железнодорожного пути между узловыми станциями размещен, по крайней мере, один волоконно-оптический кабель, включающий в себя датчики температуры, давления и деформации, выполненные на основе волоконно-оптических брэгговских решеток, а также средство передачи данных от датчиков к размещаемым на узловых станциях промежуточным концентраторам информации, которые соединены посредством проводной и/или беспроводной связи с единым концентратором информации о состоянии элементов контролируемого участка железнодорожного пути и о положении подвижных единиц на участке железнодорожного пути. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что промежуточные концентраторы информации, размещаемые на узловых станциях, содержат оптоэлектронные анализаторы оптических спектров, а средство передачи данных от датчиков к промежуточному концентратору информации выполнено в виде волоконно-оптического канала связи. 1. The system of diagnostics and remote monitoring of the railway track, including sensors located along the controlled section of the railway track, parameters of the technical condition of the elements of the rail line and the upper structure of the railway track, characterized in that at least one fiber is placed along the controlled section of the railway track between the junction stations -optical cable, including temperature, pressure and strain sensors made on the basis of fiber-optic Bragg p gadgets, as well as a means of transmitting data from sensors to intermediate information concentrators located at the nodal stations, which are connected via wired and / or wireless communication with a single information concentrator on the state of elements of the monitored section of the railway track and on the position of the moving units on the railway section. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the intermediate information concentrators placed at the nodal stations contain optoelectronic analyzers of optical spectra, and the means for transmitting data from sensors to the intermediate information concentrator is made in the form of a fiber-optic communication channel.

Description

Полезная модель относится к дистанционным измерительным системам, предназначенным для контроля и диагностики технического состояния элементов верхнего строения железнодорожного пути, и может быть использована в системах интервального регулирования движения железнодорожного транспорта.The utility model relates to remote measuring systems designed to monitor and diagnose the technical condition of the elements of the upper structure of the railway track, and can be used in interval control systems for railway traffic.

Высокоскоростное движение поездов ставит жесткие требования к объектам и устройствам инфраструктуры железнодорожного транспорта, в частности, к состоянию рельсовой линии, верхнему строению пути (балласту), от электрических характеристик которых зависят качественные характеристики работы, безопасность и бесперебойность движения поездов.High-speed train traffic places stringent requirements on objects and devices of railway infrastructure, in particular, on the condition of the rail line, the track’s upper structure (ballast), the electrical characteristics of which depend on the quality of work, safety and uninterrupted movement of trains.

В существующей системе железнодорожной автоматики одним из ее основных элементов является рельсовая цепь, представляющая собой электрическую цепь, состоящую из двух ходовых рельсов, ограниченных по концам изолирующими стыками и имеющими на одном конце приемник тока, на другом - источник питания. Весь путь делится на отдельные участки, по которым подаются сигналы, соответствующие допустимым скоростям движения по контролируемому блок-участку.In the existing railway automation system, one of its main elements is a rail circuit, which is an electric circuit consisting of two running rails, limited at the ends by insulating joints and having a current receiver at one end and a power source at the other. The entire path is divided into separate sections, along which signals are supplied corresponding to the permissible speeds of movement along the controlled block section.

Известна система контроля механического состояния пути, в которой к рельсам начала контролируемой рельсовой колеи подключен источник электропитания, а с рельсами конца контролируемой рельсовой колеи соединено контрольное реле (Котляренко Н.Ф. и др. Путевая блокировка и авторегулировка, 1983г., стр.99, рис.4.23). В этом устройстве обеспечивается непрерывный контроль за состоянием исправности рельсов во все время работы рельсовой цепи.There is a known system for monitoring the mechanical condition of a track in which a power supply is connected to the rails of the beginning of the monitored rail track, and a control relay is connected to the rails of the end of the monitored rail track (Kotlyarenko N.F. et al. Track lock and auto-adjustment, 1983, p. 99, fig. 4.23). This device provides continuous monitoring of the health of the rails during the entire operation of the rail chain.

Недостатком этого технического решения является невысокая надежность работы, что обусловлено влиянием изменения сопротивления верхнего строения пути.The disadvantage of this technical solution is the low reliability, due to the influence of changes in the resistance of the upper track structure.

Известен путевой датчик в составе индукционного электромагнитного устройства счета осей фирмы Сименс (ФРГ) (В.П.Бухгольц и др. Путевые датчики контроля подвижного состава на рельсовом транспорте, 1976 г., стр. 47-48). Это устройство содержит путевой датчик, преобразователь частоты генератора электромагнитных колебаний и счетчик импульсов. Путевой датчик выполнен в виде двух частей: передающей в виде катушки индуктивности, расположенной с наружной стороны рельса, и приемной, выполненной в виде второй катушки индуктивности, расположенной с внутренней стороны рельса. Преобразователь частоты генератора содержит генератор электромагнитных колебаний, фазовращатель, сумматор, усилитель, преобразователь синусоидального сигнала в последовательность однополярных импульсов, схему запрета, триггер и полосовой фильтр.Known track sensor as part of an induction electromagnetic axle counting device company Siemens (Germany) (V.P. Buchholz and others. Track sensors for monitoring rolling stock on rail vehicles, 1976, pp. 47-48). This device contains a track sensor, a frequency converter of an electromagnetic oscillation generator and a pulse counter. The track sensor is made in two parts: a transmitter in the form of an inductor located on the outside of the rail, and a receiver made in the form of a second inductor located on the inside of the rail. The frequency converter of the generator comprises an electromagnetic oscillation generator, a phase shifter, an adder, an amplifier, a sinusoidal signal to a unipolar pulse train, a prohibition circuit, a trigger, and a bandpass filter.

Также известно устройство счета осей ЖД вагонов (европейский патент №0130226, МПК B61L 1/16, публикация 1988 г.), в составе которого находятся два путевых датчика, два СВЧ-генератора, два детектора, два направленных ответвителя и блок обработки сигналов датчиков. Датчики выполнены в виде приемопередающих антенн, излучение антенн направлено в сторону обода колеса вагона или локомотива.Also known is a device for counting the axles of railway cars (European patent No. 0130226, IPC B61L 1/16, publication 1988), which includes two track sensors, two microwave generators, two detectors, two directional couplers and a sensor signal processing unit. The sensors are made in the form of transceiver antennas, the radiation of the antennas is directed towards the rim of the wheel of the car or locomotive.

Недостатком известных устройств является то, что они дают ложные срабатывания при появлении на рельсе, где установлен датчик, железных предметов, не подлежащих счету, а также срабатывают от тормозных колодок электромагнитных тормозов. Однако существенным недостатком аппаратуры контроля на основе счета осей, является не возможность обеспечить один из режимов (контрольный) работы рельсовых цепей (предусмотренный правилами технической эксплуатации), суть которого заключается в контроле целостности рельсовой нити.A disadvantage of the known devices is that they give false positives when iron objects that cannot be counted appear on the rail where the sensor is installed, and also trigger from the brake pads of electromagnetic brakes. However, a significant drawback of control equipment based on axle counting is the inability to provide one of the modes (control) of the operation of the rail circuits (provided for by the rules of technical operation), the essence of which is to control the integrity of the rail thread.

Известна разветвленная кабельная петлевая рельсовая цепь для контроля занятости блок-участка, содержащая систему расположенных поблизости друг от друга кабельных петлевых датчиков контроля занятости рельсовых блок-участков (патент РФ №2340498, МПК B61L 1/16, публикация 2008 г.).A branched cable loop rail circuit for monitoring the occupancy of a block section is known, comprising a system of cable loop sensors for monitoring the occupancy of rail block sections located adjacent to each other (RF patent No. 2340498, IPC B61L 1/16, 2008 publication).

В известном техническом решении кабельный петлевой датчик состоит из петли промышленного многожильного кабеля, размещенной между рельсами в земляном полотне железнодорожного рельсового пути. Он имеет приемник и передатчик сигналов, формируемых при взаимодействии металлических корпусов подвижного состава с электромагнитным полем, создаваемым кабелем. Кабельные петлевые датчики размещены на поверхности или внутри грунта рельсового пути на определенной глубине. Они укладываются между шпалами рельсового пути и выходят за его пределы на определенную величину. Длина кабельной петли определяется размером базы транспортного средства. Каждая кабельная петля расположена вдоль рельсового пути между изолирующими стыками, не пересекаясь с соседней. Токи в этих петлях, протекая по ним, образуют электромагнитные поля со встречным направлением. Количество кабельных петель соответствует количеству и конфигурации изолированных друг от друга разветвленных рельсовых путей. Концы кабельной петли заводятся в путевой ящик, жилы концов кабеля на клеммной колодке соединяются определенным образом, образуя катушку индуктивности с определенным числом витков.In a known technical solution, the cable loop sensor consists of a loop of an industrial multicore cable located between the rails in the subgrade of a rail track. It has a receiver and transmitter of signals generated by the interaction of the metal casings of the rolling stock with the electromagnetic field created by the cable. Cable loop sensors are located on the surface or inside the soil of the rail at a certain depth. They fit between the sleepers of the rail track and go beyond it by a certain amount. The length of the cable loop is determined by the size of the vehicle base. Each cable loop is located along the track between the insulating joints, without intersecting with the adjacent one. The currents in these loops, flowing along them, form electromagnetic fields with an opposite direction. The number of cable loops corresponds to the number and configuration of branched rail tracks isolated from each other. The ends of the cable loop are brought into the waybill, the cores of the ends of the cable on the terminal block are connected in a certain way, forming an inductor with a certain number of turns.

Известные технические решения контроля занятости контролируемых блок-участков с помощью датчиков контроля прохода колесных пар и единиц подвижного состава имеют недостатки, связанные с трудоемкостью регулировки, и техническим обслуживанием.Known technical solutions for monitoring the occupancy of controlled block sections using sensors for monitoring the passage of wheelsets and rolling stock units have disadvantages associated with the complexity of the adjustment and maintenance.

Известна система для интервального регулирования движения подвижного состава (заявка РФ №93031552, МПК B61L 24/14, публикация 1996 г.), содержащая размещенный параллельно пути коаксиальный кабель с отверстиями, вырезанными в его оболочке и используемыми в качестве щелевых антенн метрового диапазона для излучения и приема радиоволн в направлении, перпендикулярном оси кабеля. Концы кабелей в тоннелях выведены на центральный пункт управления и присоединены к приемопередающим радиостанциям метрового диапазона, передающими принятые сигналы на центральный управляющий вычислительный комплекс, обрабатывающим эти сигналы и выдающим команды в цифровом коде на управляемый поезд. Вдоль пути укреплены пассивные датчики-транспондеры, отражающие элементы которых реагируют на радиоволны, а на поезде установлено устройство считывания информации с транспондеров, которые сообщают о своем номере и расстоянии до соседнего датчика или другие данные. На поезде в его головном и хвостовом вагонах размещены комплекты системы, содержащие также каждый бортовое управляющее вычислительное устройство, связанное с приемо-передающими станциями поезда и выходами датчиков скорости и считывающего устройства.A known system for the interval regulation of the movement of rolling stock (RF application No. 93031552, IPC B61L 24/14, publication 1996), containing a coaxial cable placed parallel to the path with holes cut in its sheath and used as slot antennas for meter radiation and receiving radio waves in a direction perpendicular to the axis of the cable. The ends of the cables in the tunnels are led to the central control center and connected to the transceiver radios of the meter range, transmitting the received signals to the central control computer complex, processing these signals and issuing commands in digital code to the controlled train. Along the way, passive transponder sensors are strengthened, the reflecting elements of which respond to radio waves, and the train has a device for reading information from transponders that report their number and distance to a neighboring sensor or other data. On the train, in its head and tail cars, there are system kits containing also each on-board control computing device associated with the transceiver stations of the train and the outputs of the speed sensors and the reader.

Известная система не позволяет контролировать техническое состояние рельсовой линии и верхнего строения железнодорожного пути.The known system does not allow to control the technical condition of the rail line and the upper structure of the railway track.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежной системы контроля и диагностики технического состояния элементов верхнего строения железнодорожного пути для своевременного выявления предотказного состояния элементов верхнего строения железнодорожного пути в режиме реального времени без ограничений по скорости движения поездов.The objective of the proposed utility model is to create a reliable system for monitoring and diagnosing the technical condition of the elements of the upper structure of the railway track for the timely detection of the precautionary state of the elements of the upper structure of the railway track in real time without restrictions on the speed of trains.

Еще одной задачей предлагаемой полезной модели является создание системы диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути, обеспечивающей определение наличия подвижных единиц на контролируемом участке железнодорожного пути.Another objective of the proposed utility model is the creation of a diagnostic system and remote monitoring of the railway track, which determines the presence of moving units in a controlled section of the railway track.

Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в получении объективной оценки о состоянии рельсовой линии и верхнего строения пути в режиме реального времени и возможности анализа и выявления сущности причин возникновения аварийных ситуаций для своевременного их предупреждения, а также в возможности объективного контроля положения подвижных единиц на железнодорожного пути в режиме реального времени для обеспечения надежного интервального регулирования движения поездов на контролируемом участке железнодорожного пути.The technical result from the use of the proposed utility model is to obtain an objective assessment of the condition of the rail line and the track structure in real time and the possibility of analyzing and identifying the nature of the causes of emergency situations for their timely warning, as well as the possibility of objective monitoring of the position of mobile units on the railway real-time tracks to ensure reliable interval control of train movements in a controlled area eleznodorozhnogo way.

Сущность предложенного технического решения состоит в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Система диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути включает размещенные вдоль контролируемого участка железнодорожного пути датчики параметров технического состояния элементов рельсовой линии и верхнего строения железнодорожного пути, при этом вдоль контролируемого участка железнодорожного пути между узловыми станциями размещен, по крайней мере, один волоконно-оптический кабель (ВОК), включающий в себя датчики температуры, давления и деформации, выполненные на основе волоконно-оптических брегговских решеток (ВОБР), а также средство передачи данных от датчиков к размещаемым на узловых станциях промежуточным концентраторам информации, которые соединены посредством проводной и/или беспроводной связи с единым концентратором информации о состоянии элементов контролируемого участка железнодорожного пути и о положении подвижных единиц на участке железнодорожного пути.The system of diagnostics and remote monitoring of the railway track includes sensors placed along the controlled section of the railway track for the parameters of the technical state of the elements of the rail line and the upper structure of the railway track, while along the controlled section of the railway track between the junction stations at least one fiber-optic cable (FOC) is placed ), which includes temperature, pressure and strain sensors made on the basis of fiber-optic Bragg gratings (VOBR) and also means for transmitting data from sensors to intermediate information concentrators located at the nodal stations, which are connected via wired and / or wireless communication with a single information concentrator on the state of elements of the monitored section of the railway track and on the position of the moving units on the railway section.

Промежуточные концентраторы информации, размещаемые на узловых станциях, содержат оптоэлектронные анализаторы оптических спектров, а средство передачи данных от датчиков к промежуточному концентратору информации выполнено в виде волоконно-оптического канала связи.The intermediate information concentrators placed at the nodal stations contain optoelectronic analyzers of the optical spectra, and the means for transmitting data from the sensors to the intermediate information concentrator is made in the form of a fiber-optic communication channel.

Датчики температуры, давления и деформации на основе волоконно-оптических брегговских решеток предназначены для многопозиционного контроля температуры, давления, деформаций и ориентированы на применение в измерительных комплексах распределенных объектов. Основная идея предложенного технического решения заключается в создании множеств зон контроля при минимальных затратах энергии и минимизации обслуживания напольного оборудования, отсутствия медных кабелей и помех, которые могут искажать передаваемые сигналы. Предложенная система обеспечивает возможность произвести сочетание элементов контроля в ракурсе распределенной вычислительной сети.Temperature, pressure and strain sensors based on fiber-optic Bragg gratings are designed for multi-position control of temperature, pressure, deformations and are focused on the use of distributed objects in measuring complexes. The main idea of the proposed technical solution is to create multiple control zones with minimal energy consumption and minimize maintenance of floor equipment, the absence of copper cables and interference that can distort the transmitted signals. The proposed system provides the ability to produce a combination of control elements in the perspective of a distributed computer network.

В настоящее время волоконно-оптические брегговские решетки рассматриваются как один из наиболее перспективных чувствительных элементов волоконно-оптических датчиков различных физических величин (температуры, механических напряжений, давления). Основным элементом такого датчика является внутриволоконная брегговская решетка. К числу основных преимуществ волоконно-оптических датчиков можно отнести: защищенность от воздействия электромагнитных полей, высокую чувствительность, надежность, воспроизводимость и широкий динамический диапазон измерений, возможность спектрального и пространственного мультиплексирования чувствительных элементов, расположенных в одном или в нескольких световодах, значительное расстояние до места проведения измерений, малое время отклика на изменение измеряемой величины, высокую коррозионную, химическую и радиационную стойкость, малые габариты и вес.Currently, fiber-optic Bragg gratings are considered as one of the most promising sensitive elements of fiber-optic sensors of various physical quantities (temperature, mechanical stress, pressure). The main element of such a sensor is an intra-fiber Bragg grating. The main advantages of fiber-optic sensors include: immunity to electromagnetic fields, high sensitivity, reliability, reproducibility and a wide dynamic range of measurements, the possibility of spectral and spatial multiplexing of sensitive elements located in one or several optical fibers, a significant distance to the venue measurements, short response time to a change in the measured value, high corrosion, chemical and radiation resistance s, small size and weight.

Принцип действия основан на свойстве волоконно-оптических брегговских решеток изменять резонансную длину волны отражения при изменении температуры и натяжения. Для регистрации воздействий применяется специализированный оптоэлектронный анализатор оптических спектров (интеррогатор) и специальные методы обработки сигнала для регистрации изменяемых воздействий.The principle of operation is based on the property of fiber-optic Bragg gratings to change the resonance wavelength of the reflection with changing temperature and tension. To register effects, a specialized optoelectronic analyzer of optical spectra (interrogator) and special signal processing methods for recording variable effects are used.

На фиг.1 изображена схема контролируемого участка железнодорожного пути с предлагаемой системой диагностики и удаленного мониторинга; на фиг.2 изображена схема установки волоконно-оптического кабеля.Figure 1 shows a diagram of a monitored section of the railway track with the proposed diagnostic system and remote monitoring; figure 2 shows the installation diagram of a fiber optic cable.

Система диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути содержит волоконно-оптический кабель 1, расположенный на участках земляного полотна 2 (в призме земляного полотна) и шпальной решетки 3 (непосредственно под шпальной решеткой) вдоль контролируемого блок-участка железнодорожного пути между узловыми станциями А и Б. В волоконно-оптическом кабеле 1 на всем протяжении перегона организованы зоны контроля, включающие в себя датчики параметров технического состояния элементов рельсовой линии и верхнего строения железнодорожного пути (датчики температуры, давления и деформации), выполненные на основе волоконно-оптических брегговских решеток (не показаны).The system for diagnostics and remote monitoring of the railway track contains a fiber-optic cable 1 located on the sections of the subgrade 2 (in the prism of the subgrade) and the sleepers 3 (directly under the sleepers) along the controlled block section of the railway between the junction stations A and B. In fiber-optic cable 1, control zones are organized throughout the stretch, including sensors for the parameters of the technical state of the elements of the rail line and the upper structure of the railway the first path (temperature, pressure and deformation sensors) made on the basis of fiber-optic Bragg gratings (not shown).

Средство передачи данных от датчиков волоконно-оптического кабеля 1 к промежуточному концентратору информации 4, размещенному на узловой станции Б, выполнено в виде волоконно-оптического канала связи. На узловой станции Б размещен специализированный оптоэлектронный анализатор оптических спектров 5, фиксирующий волновое поведение сигналов, передающихся через волоконно-оптический кабель 1.The means of transmitting data from the sensors of the fiber optic cable 1 to the intermediate information concentrator 4, located at the junction station B, is made in the form of a fiber optic communication channel. At the nodal station B, a specialized optoelectronic analyzer of optical spectra 5 is located, which fixes the wave behavior of signals transmitted through fiber optic cable 1.

Для контроля каждого из путей на двухпутном участке железной дороги размещаются два независимых ВОК с датчиками параметров технического состояния элементов рельсовой линии и верхнего строения железнодорожного пути.To control each of the tracks on a double-track section of the railway, two independent FOCs with sensors for the technical condition of the elements of the rail line and the upper structure of the railway are located.

На перегоне для организации движения поездов могут быть использованы сигналы проходных светофоров 6, управление которыми осуществляется системой диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути.On the stage to organize the movement of trains can be used signals through traffic lights 6, which are controlled by a diagnostic system and remote monitoring of the railway track.

Полученные от датчиков данные с оптоэлектронного анализатора оптических спектров 5 передаются по стандартному интерфейсу на размещаемые на узловых станциях промежуточные концентраторы информации 4, которые посредством каналообразующего устройства 7 соединены с системой передачи данных (СПД) железной дороги. Информация по СПД передается на единый концентратор информации дороги (не показан), фиксирующий информацию о состоянии элементов контролируемого участка железнодорожного пути и о положении подвижных единиц на участке железнодорожного пути.The data obtained from the sensors from the optoelectronic analyzer of optical spectra 5 are transmitted via a standard interface to intermediate information concentrators 4 located at the nodal stations, which are connected via a channelization device 7 to the railway data transmission system (SPD). Information on SPD is transmitted to a single concentrator of road information (not shown), recording information on the state of the elements of the controlled section of the railway track and on the position of the moving units on the section of the railway track.

Предложенная система непрерывного во времени автоматизированного контроля состояния элементов рельсовой линии и верхнего строения пути, а также контроля нахождения подвижных единиц на участке железнодорожного пути, основана на явлении интерференции мод в волоконном световоде (датчики на основе волоконно-оптических брегговских решеток). Применяются методы регистрации и обработки оптического интерференционного сигнала, вызванного вибрационным возмущением чувствительного световода.The proposed system of time-continuous automated monitoring of the state of the elements of the rail line and the track’s upper structure, as well as the monitoring of the location of moving units on the railway section, is based on the phenomenon of mode interference in a fiber waveguide (sensors based on fiber-optic Bragg gratings). Methods of recording and processing an optical interference signal caused by vibrational disturbance of a sensitive fiber are used.

В волоконно-оптическом извещателе используется явление изменения структуры светового потока на выходе из оптического волокна при деформации оптического кабеля на любом из его участков.The fiber-optic detector uses the phenomenon of changes in the structure of the light flux at the exit from the optical fiber when the optical cable is deformed in any of its sections.

В качестве чувствительного к деформации элемента используется оптический кабель специальной конструкции (или уже находящейся в эксплуатации ВОК, который предварительно калибруется для определения зон брегговских решеток), в структуре которого имеются несколько светопроводящих жил, защищенных оболочкой. При пересечении (или приближении) к зоне установки оптического кабеля объектом (или подвижке элементов верхнего строения земляного полотна призмы пути) опосредованно производится незначительная деформация кабеля, вызывая изменение картины распределения пятен светового потока на выходе из оптического волокна. Это изменение фиксируется датчиками блока приема и передается в систему диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути, где формируются сигналы контроля и управления.An optical cable of a special design (or an already-in-use wok that is pre-calibrated to determine the zones of Bragg gratings) is used as a strain-sensitive element, in the structure of which there are several light-conducting conductors protected by a sheath. When an object crosses (or approaches) the installation area of the optical cable (or moves the elements of the upper structure of the subgrade of the track prism), the cable deforms indirectly, causing a change in the pattern of the distribution of spots of the light flux at the exit from the optical fiber. This change is recorded by the sensors of the receiving unit and transmitted to the diagnostic system and remote monitoring of the railway track, where control and management signals are generated.

Построение и принцип действия системы допускает разнообразные модификации и адаптацию к условиям применения на объектах железнодорожной структуры.The construction and principle of operation of the system allows for various modifications and adaptation to the conditions of use at the facilities of the railway structure.

Волоконный чувствительный тракт может устанавливаться под землей, в тоннелях, в бетонных насыпях и т.п.The fiber sensitive path can be installed underground, in tunnels, in concrete embankments, etc.

Система позволяет обнаруживать быстро движущиеся объекты, что не возможно в используемых системах интервального регулирования движения поездов релейных рельсовых цепей (конструктивно релейного действия рельсовые цепи с аппаратурой тональной частоты обладают ограничением определения объектов движения со скоростью 160 км/час.).The system allows you to detect fast moving objects, which is not possible in the systems used for interval regulation of train movement of relay rail circuits (structurally relay action rail circuits with tonal frequency equipment have the limitation of determining objects of motion at a speed of 160 km / h.).

Информация о состоянии контролируемых элементов собирается и передается через элементы сопряжения с системой передачи данных (СПД) дороги.Information about the state of the monitored elements is collected and transmitted through the elements of interfacing with the data transmission system (SPD) of the road.

Элемент сопряжения СПД блока обеспечивает стыковку, регистрацию, безопасность в сети СПД устройств системы диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути. Это связано с необходимостью выполнения требований по безопасному подключению к общетехнологической сети передачи данных железной дороги. Стыковка осуществляется путем включения в цепочку передачи данных следующих элементов:The interface element of the SPD block provides docking, registration, security in the network of the SPD devices of the diagnostic system and remote monitoring of the railway track. This is due to the need to fulfill the requirements for a secure connection to the general technological network of data transmission of the railway. Docking is carried out by including the following elements in the data transfer chain:

- разделительного коммутатора с программной функцией аппаратное шифрование (на базе AIM-лота) и широко известного программного обеспечения Cisco IOS^R, обеспечивающего безопасность при передаче данных через публичные сети;- dividing switch with software function hardware encryption (based on AIM-lot) and widely known Cisco IOS ^R software, which provides security when transmitting data over public networks;

- аппаратного Firewall на базе межсетевого экрана Cisco Secure Private Internet Exchange (PIX) Firewall, позволяющего реализовать защиту корпоративных сетей. Схема защиты базируется на применении алгоритма адаптивной безопасности (adaptive security algorithm - ASA). Этот устойчивый алгоритм обеспечивает безопасность на уровне соединения на основе контроля информации об адресах отправителя и получателя, последовательности нумерации пакетов TCP (Transmission Control Protocol) - имеется ввиду набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия используемых в сетях передачи данных, номерах портов и добавочных флагах TCP.- a hardware Firewall based on the Cisco Secure Private Internet Exchange (PIX) Firewall, which allows for the protection of corporate networks. The protection scheme is based on the use of the adaptive security algorithm (ASA). This robust algorithm provides security at the connection level by monitoring information about the addresses of the sender and receiver, the sequence of numbering TCP packets (Transmission Control Protocol) - this means a set of network protocols of different levels of the network interaction model used in data networks, port numbers and additional TCP flags .

Полученные результаты по каналу связи передаются на промежуточные концентраторы информации системы диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути, расположенные через 15-20 км на узловых станциях по всей длине перегонов железнодорожной линии. Промежуточные концентраторы системы обеспечивают сбор и анализ информации, полученной от датчиков с последующей передачей данных в единый концентратор информации о состоянии элементов рельсовой линии и верхнего строения пути железной дороги и о положении подвижных единиц на участке железнодорожного пути.The results obtained are transmitted via a communication channel to intermediate information concentrators of the diagnostic system and remote monitoring of the railway track, located 15-20 km away at the junction stations along the entire length of the railway line stretches. Intermediate concentrators of the system provide the collection and analysis of information received from sensors with subsequent transmission of data to a single concentrator of information on the state of the elements of the rail line and the upper structure of the railway track and on the position of the moving units on the railway section.

Оценка состояния рельсовой линии и верхнего строения пути, а также контроль положения подвижных единиц на участке железнодорожного пути, производятся в автоматическом режиме по результатам анализа данных, который выполняется программным обеспечением на сервере системы диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути, расположенным в информационно-вычислительном центре дороги.Assessment of the condition of the rail line and the track’s upper structure, as well as monitoring the position of the moving units on the railway section, are carried out automatically according to the results of data analysis, which is performed by the software on the server of the railway diagnostics and remote monitoring system located in the information and computer center of the road .

Предложенная система позволяет выявлять свободность/занятость рельсовой цепи, состояние призмы земляного полотна, изменения (перемещения нагрузок), перемещение сверхнормативных нагрузок.The proposed system allows you to detect the free / busy rail circuit, the state of the prism of the subgrade, changes (movement of loads), the movement of excess loads.

Предложенная система позволяет осуществлять безопасное высокоскоростное движение на скоростях свыше 160 км/час, исключая эффект ложной свободности в случаях подпитки посторонними источниками питания путевых элементов рельсовых цепей, исключает использование малоэффективных и подверженных коррозии медных кабелей (в случае использования например на участках систем на основе счетчиков осей). Позволяет организовать контроль рельсовых линий на малодеятельных участках, оборудованных системами ПАБ (полуавтоматической блокировкой), на участках с засоленным балластом, где работа традиционных рельсовых цепей невозможна или крайне малоэффективна из-за большого числа отказов, а также предотвращать случае преждевременного размыкания участков в системах СЦБ при потере шунта подвижной единицей (например при движении короткой подвижной единицы).The proposed system allows safe high-speed movement at speeds above 160 km / h, eliminating the effect of false freedom in cases when third-party power sources supply rail track elements, eliminates the use of inefficient and corrosion-prone copper cables (if, for example, in sections of systems based on axis counters ) Allows you to organize control of rail lines in areas of inactive areas equipped with PAB systems (semi-automatic blocking), in areas with saline ballast, where the operation of traditional rail chains is impossible or extremely ineffective due to the large number of failures, and also to prevent the case of premature opening of sections in signaling systems when loss of a shunt by a moving unit (for example, when a short moving unit is moving).

Использование предложенной системы диагностики и удаленного мониторинга позволяет снизить расходы на эксплуатацию инфраструктуры системы диагностики и удаленного мониторинга железнодорожного пути за счет своевременного обнаружения предаварийных и аварийных ситуаций и возможности принятия превентивных ремонтных мероприятий.Using the proposed diagnostic system and remote monitoring allows you to reduce the cost of operating the infrastructure of the diagnostic system and remote monitoring of the railway track due to the timely detection of emergency and emergency situations and the possibility of taking preventive repair measures.

Использование предложенного технического решения позволяет сократить эксплуатационные затраты (за счет отсутствия энергоемких элементов, система построена на передаче квантов света, уменьшения оборудования, сокращения рутинных операций, изъятия не надежных элементов, таких, как медные кабели), сократить затраты на строительство и организацию контроля рельсовых линий, увеличить скорости движения, позволит оптимально разделить перегон (введение передвижных блок-участков), обеспечивает надежный контроль состояния (упруго-механических свойств и характеристик) земляного полотна призмы.Using the proposed technical solution allows to reduce operating costs (due to the lack of energy-consuming elements, the system is based on the transmission of light quanta, reduction of equipment, reduction of routine operations, removal of unreliable elements, such as copper cables), reduce the cost of construction and organization of control of rail lines , increase the speed of movement, will optimally divide the stage (the introduction of mobile block sections), provides reliable control of the state (elastic-mechanical properties and characteristics) prism subgrade.

Claims

1. The system of diagnostics and remote monitoring of the railway track, including sensors located along the controlled section of the railway track for the parameters of the technical condition of the elements of the rail line and the upper structure of the railway track, characterized in that at least one fiber is placed along the controlled section of the railway track between the junction stations -optic cable, including temperature, pressure and strain sensors made on the basis of fiber-optic Bragg p gadgets, as well as a means of transmitting data from sensors to intermediate information concentrators located at the nodal stations, which are connected via wired and / or wireless communication with a single information concentrator on the state of elements of the monitored section of the railway track and on the position of the moving units on the railway section.

2. The system according to claim 1, characterized in that the intermediate information concentrators placed at the nodal stations contain optoelectronic analyzers of optical spectra, and the means for transmitting data from sensors to the intermediate information concentrator is made in the form of a fiber-optic communication channel.