RU2270775C1 - Method to determine position of switch points - Google Patents
Method to determine position of switch points Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270775C1 RU2270775C1 RU2004119899/11A RU2004119899A RU2270775C1 RU 2270775 C1 RU2270775 C1 RU 2270775C1 RU 2004119899/11 A RU2004119899/11 A RU 2004119899/11A RU 2004119899 A RU2004119899 A RU 2004119899A RU 2270775 C1 RU2270775 C1 RU 2270775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- switch
- rolling stock
- section
- rail
- coordinate system
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Данный способ предназначен для применения в системах управления движением рельсового подвижного состава, в частности в системах автоматики и телемеханики, с целью повышения общей безопасности движения.This method is intended for use in motion control systems of rail rolling stock, in particular in automation and telemechanics systems, with the aim of increasing the overall traffic safety.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время существует проблема организации безопасного движения рельсового подвижного состава, заключающаяся в том, что хотя и имеются системы контроля положения остряков стрелочных переводов, использующие напольную аппаратуру, в то же время нет систем контроля положения стрелочных переводов, осуществляющих контроль с использованием только бортовой аппаратуры рельсового подвижного состава. С учетом того, что на многих участках дорог отсутствует передача информации о положении стрелочных переводов от напольной аппаратуры в систему управления рельсового подвижного состава, бортовая аппаратура современного рельсового подвижного состава в своей работе никак не использует информацию о фактическом положении стрелок.Currently, there is a problem of organizing the safe movement of rail rolling stock, which consists in the fact that although there are control systems for the position of switch points using floor equipment, at the same time there are no control systems for the position of switches, monitoring using only on-board equipment of rail rolling stock. Given the fact that in many sections of roads there is no transfer of information about the position of turnouts from outdoor equipment to the control system of rail rolling stock, the on-board equipment of modern rail rolling stock does not use information about the actual position of the arrows in their work.
Известен способ контроля положения стрелочных переводов, используемый в системе маневровой автоматической локомотивной сигнализации (МАЛС) и системе управления маневровыми маршрутами с локомотивов (ТММЛ) [1].A known method of controlling the position of switches, used in a shunting system for automatic locomotive signaling (LITTLE) and a control system for shunting routes with locomotives (TML) [1].
Данные системы основаны на схемах электрической централизации (ЭЦ) и функционируют благодаря наличию канала связи между ЭЦ и локомотивом. При ЭЦ у каждого стрелочного перевода устанавливают электропривод, который переводит стрелки и обеспечивает механическое запирание и контроль положения ее остряков. Контроль положения остряков стрелочных переводов осуществляется следующим способом. К каждому остряку стрелочного перевода присоединяются контрольные линейки. Смещение остряков во время перевода стрелки вызывает соответствующее смещение контрольных линеек. Свободные концы контрольных линеек при перемещении воздействуют на контрольные контакты (контакты автопереключателя), служащие датчиками положения стрелки в системе ЭЦ.These systems are based on electric centralization (EC) schemes and operate due to the presence of a communication channel between the EC and the locomotive. When EC, each switch is installed electric drive, which translates the arrows and provides mechanical locking and control the position of its wits. Monitoring the position of the wits of turnouts is carried out in the following way. To each wit of the turnout switch control rulers join. The shift of the wits during the translation of the arrow causes the corresponding shift of the control rulers. The free ends of the control rulers during movement act on the control contacts (contacts of the auto switch), which serve as sensors of the position of the arrow in the EC system.
Основные недостатки существующих способов определения положения остряков стрелочных переводов:The main disadvantages of existing methods for determining the position of wits of turnouts:
- Положение остряков стрелок определяется косвенным путем по переключению контрольных контактов, а не по реальному отклонению при движении по ней рельсового подвижного состава.- The position of the wits of the arrows is determined indirectly by switching the control contacts, and not by the real deviation when the rail rolling stock moves along it.
- Большое количество элементов в системе; наличие напольной аппаратуры, эксплуатируемой в сложных климатических условиях, снижает общую надежность системы контроля.- A large number of elements in the system; the presence of outdoor equipment operating in difficult climatic conditions reduces the overall reliability of the monitoring system.
- Локомотивная аппаратура положение стрелки не определяет.- Locomotive equipment does not determine the position of the arrow.
- Способы не позволяют обнаруживать несанкционированный переход рельсового подвижного состава по стрелочному участку до момента занятия секции, следующей за стрелочной, т.е. момента, когда поезд фактически уже движется по несанкционированному пути.- The methods do not allow to detect the unauthorized transition of the rail rolling stock along the switch section until the occupation of the section following the switch section, i.e. the moment when the train is actually moving along an unauthorized path.
- Имеются участки дорог, не оборудованные напольным контрольным оборудованием (механическая централизация и т.д.).- There are sections of roads that are not equipped with outdoor monitoring equipment (mechanical centralization, etc.).
Способ контроля положения стрелочных остряков, применяемый в системах ТММЛ и МАЛС, принят автором заявки за аналог-прототип.The way to control the position of switch wits, used in the systems TML and LITTLE, adopted by the author of the application for an analogue prototype.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Рельсовый подвижной состав всегда движется по траектории, определяемой конфигурацией рельсового пути [2]. Более того, все рельсовые транспортные средства из-за связей, накладываемых на направление их движения рельсами, движутся по одному и тому же участку пути всегда практически по одной и той же траектории, через одни и те же точки. Стрелочный участок на пути обладает следующей спецификой - траектория движения рельсового подвижного состава на таком участке однозначно определяется положением направляющих остряков стрелочного перевода. Так как число положений остряков конечно, то и число возможных траекторий движения рельсового подвижного состава по стрелке также конечно. Схемы движения рельсового подвижного состава при движении по стрелочному участку при различном положении остряков стрелок приведены на фиг.1 и 2.Rail rolling stock always moves along a trajectory determined by the configuration of the rail track [2]. Moreover, all rail vehicles, due to the connections imposed on the direction of their movement by rails, move along the same section of the track almost always along the same path, through the same points. The switch section on the way has the following specifics - the trajectory of the rail rolling stock in such a section is uniquely determined by the position of the guide points of the railroad switch. Since the number of positions of wits is finite, the number of possible trajectories of rail rolling stock along the arrow is also finite. The movement patterns of the rail rolling stock when moving along the switch section at different positions of the sharp points of the arrows are shown in figures 1 and 2.
На фиг.1 показана схема движения рельсового подвижного состава по стрелочному участку для случая минусового положения остряков стрелки, что соответствует пропуску рельсового подвижного состава с отклонением на другой путь.Figure 1 shows the movement diagram of the rail rolling stock along the switch section for the case of the minus position of the wit of the arrow, which corresponds to the passage of the rail rolling stock with a deviation to another path.
На фиг.2 показана схема движения рельсового подвижного состава по стрелочному участку для случая плюсового положения остряков стрелки, что соответствует пропуску рельсового подвижного состава в прямом направлении по тому же пути.Figure 2 shows the movement diagram of the rail rolling stock along the switch section for the case of the positive position of the wit of the arrow, which corresponds to the passage of the rail rolling stock in the forward direction along the same path.
Все схемы движения представлены видами на путь сверху.All traffic patterns are represented by views of the path from above.
Введем две системы координат: неподвижную относительно поверхности Земли (абсолютную систему координат) и систему координат, жестко связанную с корпусом рельсового транспортного средства.We introduce two coordinate systems: fixed relative to the surface of the Earth (absolute coordinate system) and a coordinate system rigidly connected with the rail vehicle body.
Как видно из фиг.1 и фиг.2, определение положения остряков стрелки осуществляется следующим образом.As can be seen from figure 1 and figure 2, the determination of the position of the wit arrows is as follows.
Сначала производится обнаружение участка приближения рельсового подвижного состава к стрелочному участку пути А. Приближение рельсового транспортного средства к стрелочному участку можно определить путем сравнения координаты местоположения рельсового подвижного состава с координатой месторасположения стрелочного участка пути. В свою очередь, контроль координаты местоположения рельсового подвижного состава может осуществляться счислением пройденного пути, возможно также применение и иных способов обнаружения приближения рельсового подвижного состава к стрелочному участку, в т.ч. способов с применением напольных датчиков.First, a section of the proximity of the rail rolling stock to the turnout section of A is detected. The proximity of the rail vehicle to the turnout section can be determined by comparing the coordinates of the location of the rail rolling stock with the coordinate of the location of the turnout section of the track. In turn, the control of the location coordinates of the rail rolling stock can be carried out by calculating the distance traveled, it is also possible to use other methods of detecting the proximity of the rail rolling stock to the switch section, including methods using floor sensors.
На участке приближения рельсового подвижного состава к стрелочному участку система координат, жестко связанная с корпусом рельсового подвижного состава, приводится в соответствие с неподвижной системой координат, связанной с поверхностью Земли а. Приведение в соответствие осуществляется путем измерения текущего поворота системы координат рельсового подвижного состава по отношению к неподвижной ψ, например, так, как показано на фиг.3.At the site of approaching the rail rolling stock to the switch section, the coordinate system rigidly connected to the body of the rail rolling stock is brought into correspondence with the fixed coordinate system associated with the Earth’s surface a. The alignment is carried out by measuring the current rotation of the coordinate system of the rail rolling stock with respect to the fixed ψ, for example, as shown in Fig.3.
При прохождении рельсовым подвижным составом стрелочного участка контролируется путь и соответствующее ему изменение угла поворота системы координат рельсового подвижного состава по отношению к углу поворота на участке приближения к стрелочному φ1 (ориентация систем координат б).When passing by rail rolling stock of the switch section, the path and the corresponding change in the rotation angle of the coordinate system of the rail rolling stock relative to the rotation angle in the section approaching the switch φ 1 (orientation of coordinate systems b) are controlled.
Далее проводится сравнение измеренного угла поворота системы координат рельсового подвижного состава в момент прохождения стрелочного участка с заранее измеренными или рассчитанными значениями углов для случая плюсового положения стрелочных остряков φ+ и для случая минусового положения стрелочных остряков φ--.Next, a comparison is made of the measured rotation angle of the coordinate system of the rail rolling stock at the time of passing the switch section with the previously measured or calculated values of the angles for the case of the plus position of the switch points φ + and for the minus position of the switch points φ - .
В результате сравнения измеренного значения угла на участке Б с расчетными, полученными для случаев движения рельсового подвижного состава при плюсовом и минусовом положении стрелки, определяется фактическое положение остряков стрелки:As a result of comparing the measured value of the angle in section B with the calculated obtained for cases of movement of rail rolling stock with the plus and minus position of the arrow, the actual position of the wit of the arrow is determined:
φ1≈φ+ - стрелочные остряки находятся в плюсовом положении (фиг.2);φ 1 ≈φ + - arrow wits are in the positive position (figure 2);
φ2≈φ-- - стрелочные остряки находятся в минусовом положении (фиг.1).φ 2 ≈φ - - arrow witters are in the negative position (figure 1).
Следует отметить, что при анализе должно использоваться как значение измеренного угла, так и знак угла (стрелочкой у значка угла указано направление поворота системы координат рельсового транспортного средства, причем за положительное условно принят поворот против часовой стрелки).It should be noted that during the analysis both the value of the measured angle and the sign of the angle should be used (the arrow next to the angle icon indicates the direction of rotation of the coordinate system of the rail vehicle, and a counterclockwise rotation is conventionally accepted as positive).
Анализ измеренных и расчетных углов для каждой стрелки может осуществляться также по нескольким точкам, через небольшие интервалы пути. В этом случае на участке Б после прохождения РПС некоторого расстояния, бортовой аппаратурой снова контролируется изменение угла (ориентация систем координат в), которое сравнивается с расчетными значениями для данной точки пути, полученными для случаев движения рельсового подвижного состава с отклонением по стрелке на другой путь и без отклонения.Analysis of the measured and calculated angles for each arrow can also be carried out at several points, at short intervals of the path. In this case, in section B, after the RPM has traveled a certain distance, the on-board equipment again controls the angle change (orientation of coordinate systems c), which is compared with the calculated values for a given track point obtained for cases of rail rolling stock movement with a deviation along the arrow to another path and without deviation.
Таким образом, при движении по стрелочному участку производится сравнение действительной траектории движения с расчетными траекториями для случаев движения при плюсовом и минусовом положении стрелочных остряков.Thus, when moving along the arrow section, the actual trajectory of the movement is compared with the calculated trajectories for cases of movement with the plus and minus position of the arrow points.
Процесс идентификации положения стрелочных остряков повторится при приближении рельсового транспортного средства к следующей стрелке.The process of identifying the position of switch points will be repeated as the rail vehicle approaches the next arrow.
Так как на железной дороге нашли применение различные типы стрелочных переводов, то на фиг.4 представлены их основные типы:Since various types of railroad switches were used on the railway, their main types are shown in Fig. 4:
α - обыкновенный левосторонний стрелочный перевод.α - ordinary left-hand turnout.
β - обыкновенный правосторонний стрелочный перевод.β - ordinary right-hand turnout.
γ - несимметричный стрелочный перевод.γ - asymmetric turnout.
ε - симметричный стрелочный перевод.ε is the symmetric turnout.
Как следует из фиг.4, для каждого типа переводов отличаются только знаки и значения углов поворота системы координат рельсового транспортного средства в момент прохождения стрелочного участка при различном положении остряков стрелочного перевода.As follows from figure 4, for each type of translation, only the signs and values of the rotation angles of the coordinate system of the rail vehicle at the time of passing the switch section at different positions of the switches of the switch differ.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Реализация заявленного способа определения положения остряков стрелочных переводов возможна в случае, если объективно существуют устройства, которые могли бы измерять параметры вращения системы координат, образуемой рельсовым транспортным средством и одновременно контролировать положение неподвижной системы координат с борта подвижного состава. В настоящее время существует большое количество датчиков, удовлетворяющих указанным требованиям. Это датчики гироскопического, магнитного, гиромагнитного типа и т.д. [3]. Перечисленные датчики широко применяются в различных отраслях науки и техники. Следовательно, реализация заявленного способа при современном уровне развития техники возможна.Implementation of the claimed method for determining the position of switch points is possible if, objectively, there are devices that could measure the rotation parameters of the coordinate system formed by a rail vehicle and at the same time control the position of the fixed coordinate system from the side of the rolling stock. Currently, there are a large number of sensors that meet these requirements. These are sensors of gyroscopic, magnetic, gyromagnetic type, etc. [3]. The listed sensors are widely used in various fields of science and technology. Therefore, the implementation of the claimed method with the current level of development of technology is possible.
Перечень фигур чертежейList of drawings
Фигура 1. Схема движения рельсового транспортного средства по стрелочному участку с отклонением по стрелке.Figure 1. The scheme of movement of a rail vehicle along the switch section with a deviation in the arrow.
Фигура 2. Схема движения рельсового транспортного средства по стрелочному участку без отклонения по стрелке.Figure 2. Scheme of movement of a rail vehicle along the switch section without deviation in the arrow.
1. Стрелочный электропривод.1. Switch electric drive.
2. Остряки стрелочного перевода.2. The wits of the turnout.
3. Рельсовое транспортное средство.3. Rail vehicle.
4. Направление движения рельсового транспортного средства.4. The direction of movement of the rail vehicle.
А. Участок пути перед стрелочным участком.A. Section of the track in front of the switch section.
Б. Стрелочный участок пути.B. Arrow section of the track.
В. Участок пути после стрелочного участка.B. The section of track after the switch section.
а - Ориентация неподвижной системы координат и системы координат рельсового транспортного средства при движении по участку пути перед стрелочным участком.a - Orientation of the fixed coordinate system and the coordinate system of the rail vehicle when moving along a section of the path in front of the switch section.
б - Ориентация неподвижной системы координат и системы координат рельсового транспортного средства при движении по стрелочному участку пути (первая точка контроля).b - Orientation of the fixed coordinate system and the coordinate system of the rail vehicle when moving along an arrow section of the track (first control point).
в - Ориентация неподвижной системы координат и системы координат рельсового транспортного средства при движении по участку пути на некотором расстоянии от первой точки контроля (вторая точка контроля).c - Orientation of the fixed coordinate system and the coordinate system of the rail vehicle when moving along a section of the track at some distance from the first control point (second control point).
Y, Х - система координат, приведенная в соответствие с неподвижной системой координат.Y, X - coordinate system, aligned with a fixed coordinate system.
х/, y/ - система координат, жестко связанная с рельсовым транспортным средством.x / , y / - coordinate system, rigidly connected with a rail vehicle.
Фигура 3. Примеры получения неподвижной системы координат на борту подвижного средства.Figure 3. Examples of obtaining a fixed coordinate system on board a movable vehicle.
q - способ с использованием магнитного компаса.q is a method using a magnetic compass.
w - способ с использованием гироскопического эффекта.w is a method using a gyroscopic effect.
Фигура 4. Различные виды стрелочных участков. Вид сверху.Figure 4. Various types of arrow sections. View from above.
α - обыкновенный левосторонний стрелочный перевод.α - ordinary left-hand turnout.
β - обыкновенный правосторонний стрелочный перевод.β - ordinary right-hand turnout.
γ - несимметричный стрелочный перевод.γ - asymmetric turnout.
ε - симметричный стрелочный перевод.ε is the symmetric turnout.
(Направление вращения системы координат рельсового подвижного состава указано стрелкой).(The direction of rotation of the coordinate system of the rail rolling stock is indicated by the arrow).
ЛитератураLiterature
1. А.А.Устинский, Б.М.Степецкий и др. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1985 г., стр.217-220.1. A.A. Ustinsky, B.M. Stepetskiy and others. Automation, telemechanics and communications in railway transport. - M.: Transport, 1985, pp. 217-220.
2. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. - М.: Высшая школа, 1984 г.2. Yablonsky A.A. The course of theoretical mechanics. - M .: Higher school, 1984
3. Пельпор Д.С. Гироскопические системы ориентации и стабилизации. - М.: Машиностроение. 1982 г.3. Pelpor D.S. Gyroscopic orientation and stabilization systems. - M.: Mechanical Engineering. 1982 g.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004119899/11A RU2270775C1 (en) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | Method to determine position of switch points |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004119899/11A RU2270775C1 (en) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | Method to determine position of switch points |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004119899A RU2004119899A (en) | 2006-01-10 |
| RU2270775C1 true RU2270775C1 (en) | 2006-02-27 |
Family
ID=35871824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004119899/11A RU2270775C1 (en) | 2004-07-01 | 2004-07-01 | Method to determine position of switch points |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2270775C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113401168A (en) * | 2021-08-19 | 2021-09-17 | 齐鲁工业大学 | Track transfer device of inspection robot |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114368416B (en) * | 2022-01-10 | 2024-05-14 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | Method and system for acquiring link object and link direction when turnout is crossed and rail is not replaced |
-
2004
- 2004-07-01 RU RU2004119899/11A patent/RU2270775C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| УСТИНСКИЙ А.А. и др. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте. М., Транспорт, 1985, с.217-220. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113401168A (en) * | 2021-08-19 | 2021-09-17 | 齐鲁工业大学 | Track transfer device of inspection robot |
| CN113401168B (en) * | 2021-08-19 | 2021-11-02 | 齐鲁工业大学 | Track transfer device of inspection robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004119899A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6397130B1 (en) | Multi-sensor route detector for rail vehicle navigation | |
| US9194706B2 (en) | Method and system for identifying a directional heading of a vehicle | |
| US8862291B2 (en) | Method and system for identifying a directional heading of a vehicle | |
| CN108725210B (en) | Ground power supply system and assembly of electric vehicle | |
| CN102069824A (en) | Positioning device and method for rail traffic vehicle | |
| US9616905B2 (en) | Train navigation system and method | |
| ES2342329T3 (en) | SYSTEM FOR DETECTION OF THE POSITION OF RAILWAYS. | |
| US20200189633A1 (en) | Rail vehicle obstacle avoidance and vehicle localization | |
| CN103693078A (en) | Automatic train protection method in distance-to-go mode | |
| WO2001066401A9 (en) | A device and a method for determining the position of a rail-bound vehicle | |
| EP2165917B1 (en) | Guidance system | |
| CN209275518U (en) | A kind of RGV trolley and its positioning system | |
| CN113085959A (en) | Method and system for accurately parking magnetic-levitation train | |
| RU2270775C1 (en) | Method to determine position of switch points | |
| CN201932202U (en) | Positioning device of rail transportation vehicle | |
| CN113479771A (en) | Monorail crane positioning method and system | |
| Gerlach et al. | Multi-hypothesis based map-matching algorithm for precise train positioning | |
| Kröper et al. | Using the ferromagnetic fingerprint of rails for velocity estimation and absolute localization of railway vehicles | |
| WO2005120922A1 (en) | Railway vehicle stopping system and method using magnetic patterns | |
| EP3789265A1 (en) | Method and system for localizing a railway vehicle, and related railway vehicle | |
| EP3431362A2 (en) | Method for infrastructure-free detection of a transition of a section of track by a rail vehicle | |
| Filip et al. | Dynamic properties of GNSS/INS based train position locator for signalling applications | |
| JP2021011141A (en) | Train control device, railway vehicle with the same and train control method | |
| RU2519325C1 (en) | System to control train traffic | |
| WO2023248737A1 (en) | Speed calculation device, speed calculation method, and mobile object control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060702 |