RU2420418C2 - Комплексное локомотивное устройство безопасности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на всех типах локомотивов, моторвагонных подвижных составах с целью повышения безопасности и регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, а также в составе многоуровневой системы интервального регулирования. Комплексное локомотивное устройство безопасности содержит включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок индикации локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок согласования интерфейсов, шлюз. Блок электроники включает в себя CAN интерфейс, двухканальный модуль центральной обработки, модуль электронной карты, модуль радиоканала, двухканальный модуль внешнего устройства и двухканальный модуль измерителя параметров движения. Блок индикации локомотивный включает в себя плату управления дисплеем, дисплей TFT, плату управления модулем светофоров, модуль индикации светофоров, модуль ввода, рукоятку бдительности, клавиатуру. Достигается результат - повышение безопасности регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, повышение точности определения координат локомотива. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на всех типах локомотивов, моторвагонных подвижных составах (МВПС) с целью повышения безопасности и регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, а также в составе многоуровневой системы интервального регулирования.

Известно устройство контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста (см. патент РФ на изобретение №2262459, МПК B61L 25/04, 2003 г.), содержащее усилитель электропневматического клапана ЭПК, выход которого соединен со входом электропневматического клапана, а вход - с выходом безопасной схемы контроля СКБ, входы которой соединены с выходами модулей центральной обработки информации МЦО и МЦО, которые соединены между собой, два модуля измерения параметров движения ИПД и ИПД, входы которых соединены с датчиками пути и скорости ДПС, два модуля непрерывных каналов внешних устройств ВУ и ВУ, входы которых соединены с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, модуль маршрута ММ с приемником спутниковой навигации СП, вход которого соединен с антенной спутниковой навигации СНС, модуль радиоканала РК, один из входов которого соединен с радиомодемом, который соединен с радиоантенной.

Недостатками этого устройства являются:

- отсутствие визуального контроля результатов обработки входных сигналов, что делает невозможным использование данного устройства без подключения к нему дополнительного блока индикации;

- отсутствие функции регистрации результатов контроля за управлением локомотивом и бдительностью машиниста, что может привести к неправильной оценке причин возникновения возможных нештатных ситуаций (например незапланированная остановка локомотива вследствие экстренного торможения).

Наиболее близким к заявляемому изобретению является комплексное локомотивное устройство безопасности унифицированное (КЛУБ-У) (см. патент РФ на изобретение №2248899, МПК B61L 25/04, 2003 г.), содержащее открытую систему реального времени с модульной архитектурой, в которую включены и соединены между собой кабелем системного CAN-интерфейса блоки электроники, индикации, коммутации и ввода данных, расположенные в кабине машиниста. Блок электроники выполнен с возможностью определения допустимого скоростного режима и осуществления контроля за его соблюдением за счет фиксации сигналов обратной связи от рукоятки бдительности машиниста, внутреннего фонового тестирования каждого модуля, а также двухканальной обработки информации и включает в себя два модуля центральной обработки информации, модуль маршрута, модуль цифрового радиоканала, два модуля измерения параметров движения, два модуля внешних устройств, систему контроля безопасности и усилитель электропневматического клапана. Блок индикации выполнен с возможностью подготовки информации, необходимой машинисту, ее регистрации и индикации, взаимодействия с машинистом посредством рукоятки безопасности и кнопок ввода информации, введения и отображения локомотивных и поездных характеристик, текущего времени, фактической скорости и их сохранения при отключении электропитания и включает в себя модуль регистрации, модуль управления и модуль индикации. Блок коммутации выполнен с возможностью включения электропитания устройства, осуществления его связей с периферийной аппаратурой, а также переключения связей при изменении кабины управления локомотивом и включает в себя узел формирования данных о состоянии цепей управления локомотивом.

Недостатками этого устройства являются:

- отсутствие функции контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, что приводит к неработоспособности устройства в случае отключения ключа машинистом;

- отсутствие функции управления автоматическим включением и отключением подсыпки песка при боксовании локомотива (МВПС), что может привести к невозможности движения и повышенному износу подвижного состава;

- отсутствие функций служебного и принудительного торможения, не позволяющее осуществить плавную остановку, а только экстренную, что может привести к нанесению вреда здоровью машиниста и пассажиров, повышенному износу и повреждению подвижного состава, рельсовых путей и т.д.;

- отсутствие функции разрешения проезда запрещающего сигнала светофора по команде, полученной от модуля РК и переданной с базовой станции, что может привести к длительным задержкам поездов, и, как следствие, к повышению затрат на перевозки;

- отсутствие синхронизации данных о географических координатах, принимаемых приемником спутниковой навигации СНС, с поправками, принимаемыми модулем радиоканала от базовой станции, что приводит к снижению точности определения координат, и, как следствие, к нарушению скоростных режимов работы;

- использование открытой системы реального времени, в частности системного интерфейса CAN, для связи системы безопасности движения с устройствами локомотива, что приводит к перегрузке общей информационной магистрали сообщениями не используемыми для связи между системой безопасности и устройствами локомотива.

Задачей заявляемого технического решения является повышения безопасности регулирования движения поездов в маневровой и поездной работе, на высокоскоростных участках, повышение точности определения координат локомотива, возможность установки заявленного устройства на все типы поездов, использующих типовые протоколы, такие как CAN, MVB, RS-485, RS-422, RS232, USB, Ethernet.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в том, что комплексное локомотивное устройство безопасности является закрытой системой реального времени с модульной архитектурой, в которую дополнительно введен блок контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, введены функции служебного и принудительного торможения, позволяющие осуществить плавную остановку состава, выполнена синхронизация данных о географических координатах, принимаемых со спутника, с данными, получаемыми с базовой станции. Организована возможность взаимодействия заявленного устройства с поездами, использующими различные протоколы обмена данных.

Структурная схема предложенного устройства содержит соединенные между собой кабелем внутреннего CAN интерфейса блок электроники локомотивный БЭЛ, блок индикации локомотивный БИЛ, блок коммутации и регистрации БКР, блок регистрации БР, блок индикации скорости БИЛ-ИНД, блок индикации локомотивный помощника машиниста БИЛ-В-ПОМ, блок согласования интерфейсов БСИ, шлюз, а также внешние устройства: приставку крана машиниста ПКМ, электропневматический клапан ЭПК, блок контроля несанкционированного отключения ключа КОН, антенну спутниковой навигационной системы СНС, радиомодем, дуплексный фильтр ДФ, радиоантенну, рукоятку бдительности машиниста РБ, рукоятку бдительности специальную РБС, рукоятку бдительности помощника машиниста РБП, электропневматический вентиль ЭПВ, датчик давления тормозной магистрали ДД ТМ, датчик давления тормозного цилиндра ДД ТЦ, датчик давления уравнительного резервуара ДД УР, песочницу локомотива, возимую радиостанцию РВС, приемные катушки АЛСН и АЛС-ЕН, датчики пути и скорости ДПС, телемеханическую систему контроля бодрствования машиниста ТСКБМ, систему автоматического управления торможением САУТ, унифицированную систему автоматизированного ведения поезда УСАВП, систему локомотива.

Блок электроники локомотивный БЭЛ предназначен для приема и обработки сигналов от приемных катушек АЛСН и АЛС-ЕН, датчиков пути и скорости ДПС, антенны спутниковой навигационной системы СНС, сигнала о положении ключа ЭПК, сигналов от управляющих устройств локомотива, а также для контроля и организации режима обмена информацией с другими устройствами с помощью внутреннего CAN интерфейса, а именно между блоками БИЛ, БР, БКР, БИЛ-ИНД, БИЛ-В-ПОМ, шлюзом и БСИ, кроме того, для организации режима обмена информацией с радиомодемом по цифровому интерфейсу и для формирования сигнала управления электропневматическим клапаном ЭПК.

Блок БЭЛ включает в себя:

- блок внешних соединений БВС, который выполняет функцию фильтрации входных сигналов и защиту цепи электропитания блока БЭЛ от перегрузки;

- модуль коммутации и подключения КП, который преобразует входные сигналы в гальванически развязанные выходные сигналы для дальнейшей их обработки модулями БЭЛ, а также преобразует входное напряжение питания блока БЭЛ в напряжение, питающее модули БЭЛ;

- двухканальный модуль центральной обработки информации МЦО, который на основании данных, полученных от других модулей по CAN интерфейсу, контролирует их работоспособность, на основании этих данных, данных, хранящихся в его энергонезависимой памяти, и данных от модуля КП формирует окончательные значения допустимой и целевой скоростей движения, о режиме работы устройства, о необходимости проведения периодического или однократного контроля бдительности машиниста, кроме того, формирует данные для управления электропневматическим клапаном ЭПК, блоком КОН, приставкой крана машиниста ПКМ, электропневматическим вентилем ЭПВ и устройством включения тяги локомотива, так же формирует данные для их сравнения в модуле схемы безопасности СБ,

- модуль схемы безопасности СБ, который производит аппаратное сравнение данных, полученных от модуля МЦО по двум каналам, и в случае их соответствия выдает сигнал на усилитель электропневматического клапана УЭПК о необходимости подачи напряжения на электропневматический клапан ЭПК, а в случае их рассогласования формирует сигнал перезапуска модуля МЦО и сигнал, передаваемый в УЭПК о необходимости снятия напряжения с клапана ЭПК;

- дублирующую цепь, содержащую модуль МЦО, модуль СБ, УЭПК, которая выполняет функции основной цепи (МЦО, СБ, УЭПК) в случае перезапуска модуля МЦО основной цепи;

- модуль СНС - модуль спутниковой навигационной системы, принимает и обрабатывает данные от антенны СНС и передает по цифровому интерфейсу в модуль ЭК данные о текущих значениях времени, скорости и географических координат;

- модуль электронной карты ЭК, который на основании получаемых от модуля СНС данных и данных электронной карты, хранящихся в энергонезависимой памяти модуля ЭК, производит вычисление железнодорожной координаты локомотива и определение других параметров движения (допустимой и целевой скоростей, типа и названия впереди лежащего по ходу движения поезда железнодорожного объекта, расстояния до него, расчетного времени по графику движения), кроме того, модуль ЭК формирует сигнал секундной метки, передаваемый в модуль РК для обеспечения синхронизации с базовой станцией при приеме от нее дифференциальных поправок к географическим координатам;

- модуль радиоканала РК, который передает на станцию данные о поезде и параметры движения, принимает от станции команды на ограничение скорости движения, команды на включение служебного или экстренного торможения, команду разрешение проезда на запрещающий сигнал светофора, декодирует принятую информацию и обеспечивает ее хранение до следующего сеанса связи, а также организует обмен информацией в режиме интервального регулирования;

- двухканальный модуль измерения параметров движения ИПД определяет ускорение и фактическую скорость движения поезда по данным от колесных датчиков пути и скорости ДПС, а также хранит данные о поездных характеристиках в энергонезависимой памяти;

- двухканальный модуль внешних устройств ВУ принимает и декодирует сигналы от приемных катушек АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи и на их основе формирует значения целевой и допустимой скоростей движения поезда, отслеживает проследование границ блок-участков;

Блок индикации локомотивный БИЛ предназначен для подготовки и индикации информации, взаимодействия с машинистом посредством рукояток бдительности РБ, специальной РБС и помощника РБП, для ввода и отображения локомотивных и поездных характеристик, а также отображения сигналов светофоров, текущего времени, времени движения по графику, фактической скорости, допустимой скорости, рекомендуемой скорости, целевой скорости, ускорения, режима работы (поездной, маневровый, двойной тяги), частоты канала АЛСН или индикатора работы канала АЛС-ЕН, отображения железнодорожных координат, названий впередилежащих объектов следования и расстояния до них, данных с датчиков давления в тормозной магистрали ДД ТМ, тормозном цилиндре ДЦ ТЦ и уравнительном резервуаре ДД УР, кроме того, технологической информации, необходимой для диагностики системы, индикации режима записи на кассету регистрации.

Блок коммутации и регистрации БКР предназначен для осуществления всех связей устройства с периферийными устройствами, для обработки данных с датчиков давления ДД ТМ, ДД ТЦ, ДД УР, а также для включения питания устройства и для переключения устройств ввода и отображения информации при изменении кабины управления локомотивом (МВПС).

Блок регистрации БР предназначен для приема сообщений с внутреннего CAN интерфейса на модуль регистрации и их записи на кассету регистрации.

Блок индикации скорости БИЛ-ИНД предназначен для индикации допустимой и фактической скоростей и состоит из платы управления ПУ, соединенной с платой индикации ПИ.

Блок индикации локомотивный помощника БИЛ-ПОМ предназначен для отображения сигналов светофоров и состоит из платы управления ПУ, соединенной с платой индикации ПИ.

Блок согласования интерфейсов БСИ, который предназначен для согласования специализированных интерфейсов, например интерфейсов телемеханической системы контроля бодрствования машиниста ТСКБМ и системы автоматического управления торможением САУТ, а также для обработки сигнала нажатия тревожной кнопки.

Шлюз предназначен для согласования взаимодействия между системами управления поездом и комплексным локомотивным устройством безопасности и реализации обмена данными, с фиксированной фильтрацией сообщений.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами:

Фиг.1 - структурная схема комплексного локомотивного устройства;

Фиг.2 - структурная схема шлюза.

На фиг.1 представлена структурная схема предложенной системы, содержащая блок электроники локомотивный БЭЛ 1, блок индикации локомотивный БИЛ 2, блок коммутации и регистрации БКР 3, блок регистрации 4, блок индикации скорости БИЛ-ИНД 5, блок индикации локомотивный помощника машиниста БИЛ-ПОМ 6, блок согласования интерфейсов БСИ 7, шлюз 8.

Блок БЭЛ 1 содержит два усилителя электропневматического клапана УЭПК 9 и 10, выходы которых соединены со входом электропневматического клапана ЭПК 44, две схемы безопасности СБ 11 и 12, модули центральной обработки МЦО 13 и 14, модуль спутниковой навигационной системы СНС 15, вход которой соединен с антенной спутниковой навигационной системы 46, модуль электронной карты ЭК 16, модуль радиоканала РК 17, один из входов модуля радиоканала РК 17 соединен с радиомодемом 47, который соединен с радиоантенной 49 через дуплексный фильтр ДФ 48, блок внешних соединений БВС 18, соединенный с датчиками пути и скорости 64 и 65, модуль коммутации и подключения КП 19, двухканальный модуль измерителя параметров движения ИПД 20, модуль внешних устройств ВУ 21, соединенный с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН 63.

Блок БИЛ 2 содержит плату управления дисплеем ПУИД 22, дисплей TFT 23, плату управления модулем светофоров МСВ-ПУ 24, модуль индикации светофоров МСВ-ИК 25, модуль ввода MB 26, входы которого соединены с рукоятками бдительности РБ 50, специальной РБС 51, помощника машиниста РБП 52 и клавиатуру 27.

Блок коммутации и регистрации БКР 3 содержит устройство формирования и регистрации УФИР 28, входы которого соединены с аналоговыми цепями локомотива 53, датчиками давления тормозной магистрали ДД ТМ 54, тормозного цилиндра ДЦ ТЦ 55 и уравнительного резервуара ДД УР 56, плату управления 29 и плату реле 30, выходы которой соединены с электропневматическим вентилем ЭПВ 57, песочницей локомотива 58, с вентилями тормозным ТВ и отпускным ОВ 60, 61 приставки крана машиниста ПКМ 59, и блоком контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана КОН 45.

Блок регистрации БР 4 содержит модуль регистрации 31 и кассету регистрации 32.

Блок индикации скорости БИЛ-ИНД 5 состоит из платы управления ПУ 33 и платы индикации ПИ 34.

Блок индикации локомотивный помощника машиниста БИЛ-ПОМ 6 состоит из платы управления ПУ 35 и платы индикации ПИ 36.

Блок согласования интерфейсов 7 содержит модуль обработки сигналов МО 37 и модуль развязки МР 38, который соединен с телемеханической системой контроля бодрствования машиниста ТСКБМ 67, тревожными кнопками 68, 69, системой автоматического управления торможением САУТ 66.

Блок Шлюз 8, изображенный на фиг.2, содержит устройство управления 39, преобразователь внутреннего CAN интерфейса 40, соединенный с комплексным локомотивным устройством безопасности, преобразователь внешнего CAN интерфейса 41, соединенный с унифицированной системой автоматизированного ведения поезда УСАВП 70, преобразователь интерфейса локомотива 42, соединенный с системой локомотива 71, и преобразователь интерфейса RS-232 43, соединенный с возимой радиостанцией 62.

Комплексное локомотивное устройство работает следующим образом.

Устройство начинает работать сразу после включения питания. Перед началом движения машинист устанавливает в кассетоприемник блока БР 4 кассету регистрации КР 32, включает ключ ЭПК 44. Далее с клавиатуры 27 блока БИЛ 2 вводит следующие параметры: номер машиниста, номер поезда, длину и массу поезда, направление движения, номер пути, признак правильности пути, устанавливает режим работы (поездной, маневровый, двойной тяги), и в случае, если движение будет происходить не по электронной карте, то вводит начальную координату. Данные с клавиатуры 27 поступают на модуль ввода MB 26 обрабатываются и записываются в ИПД 20.

После включения устройства модули МЦО 13, 14 проводят опрос всех модулей системы, подключенных к внутреннему CAN интерфейсу, для принятия решения о работоспособности модулей, полученные данные записываются в КР 32. В случае отказа модуля, влияющего на безопасность движения, снимается управляющее напряжение с ЭПК 44, тем самым обеспечивается невозможность движения локомотива.

Сигналы от датчиков давления ДД ТМ 54, ДД ТЦ 55, ДД УР 56 поступают в устройство УФИР 28, которое производит обработку данных, вычисляет давление и передает на блок БИЛ 2 для отображения на TFT дисплее, в блок БР 4 для записи в КР 32, и в модули МЦО 13,14, для реализации заданных режимов работы:

- защиты от несанкционированного отключения ключа ЭПК;

- выполнения служебного и принудительного торможения.

Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи через приемные катушки АЛСН и АЛС-ЕН 63 поступают в модуль внешних устройств ВУ 21 блока БЭЛ 1, где осуществляется их дешифрация, формируются показания локомотивного светофора, определяется количество свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда, целевая скорость, с которой локомотив должен проследовать границу текущего блок-участка, предельно допустимая скорость движения поезда на данном блок-участке. Из модуля внешних устройств ВУ 21 данные передаются в модуль ПУИД 22, а затем для индикации на TFT дисплей 23 блока БИЛ 2, в модуль регистрации МР 31 блока БР 4 для записи на КР 32 и в модули МЦО 13 и 14 блока БЭЛ 1 для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скоростей движения на данном блок-участке.

Сигналы от датчиков пути и скорости ДПС 64, 65 поступают в блок внешних соединений БВС 18, происходит первичная обработка сигналов, отделение полезного сигнала от внешних помех, далее сигналы поступают в модуль КП 19, где происходит дальнейшее преобразование и далее гальванически развязанные сигналы поступают в модуль ИПД 20, где из них формируются значения фактической скорости поезда, ускорения и пройденного пути. Эти данные отображаются на TFT дисплее 23, записываются на кассету регистрации КР 32 и поступают в модули МЦО 13 и 14 блока БЭЛ 1 для сравнения с допустимой скоростью и принятия решения об экстренном торможении или принятия решения о "боксовании" при превышении допустимой скорости. При принятии решения о "боксовании" решение об экстренном торможении не принимается и формируется команда "боксование", которая записывается в КР 32 блока БР 4.

Сигналы от модуля СНС 15 блока БЭЛ 1 поступают в модуль ЭК 16, где на основании этих сигналов и данных электронной карты, записанной в модуль ЭК 16, определяются местоположение поезда, расстояние до впереди лежащего объекта и ограничение скорости проследования данного объекта. Эти данные отображаются на TFT дисплее 23 и передаются в модули МЦО 13, 14 для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скоростей движения на данном блок-участке. Модуль ЭК 16 формирует сигнал секундной метки, передаваемый в модуль РК 17 для обеспечения синхронизации с базовой станцией при приеме от нее дифференциальных поправок к географическим координатам.

Сигналы от радиоантенны 49 через дуплексный фильтр 48 и радиомодем 47 поступают в модуль радиоканала РК 17, где из них формируются данные об ограничениях движения на текущем участке пути, которые передаются в модули центральной обработки МЦО 13, 14 блока БЭЛ 1 для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скорости движения на данном блок-участке. От базовой станции на модуль РК 17 по радиоканалу может поступать команда на разрешение проезда запрещающего сигнала светофора и команда о проведении служебного или принудительного торможения. От модуля РК 17 на базовую станцию поступают данные о параметрах движения поезда (номер пути, номер поезда, число вагонов, координата поезда, значения допустимой, целевой и фактической скоростей). Кроме того, применение дуплексного фильтра 48 обеспечивает использование одной приемо-передающей радиоантенны 49 для работы описываемого комплексного локомотивного устройства безопасности и возимой радиостанции РВС 62.

Модули МЦО 13, 14 принимают от модулей ВУ 21, ЭК 16, РК 17 данные о значениях допустимой и целевой скоростей на текущем блок-участке, и формируют окончательное решение о значениях данных скоростей, а также на основании данных, хранящихся в их энергонезависимой памяти, модуль МЦО 13, 14 формирует плавное снижение данных значений скоростей для различных категорий поездов (скоростной, пассажирский, грузовой) при подъезде к запрещающему сигналу светофора, а также при подъезде к железнодорожному объекту (платформа, станция, стрелка, переезд и т.д.).

Модули МЦО 13, 14 на основании данных о значении фактической скорости, полученной с модуля ИПД 20, и данных о давлении, полученных от ДД ТМ, 54, ДД ТЦ 55, ДЦ УР 56, формируют команду экстренного торможения в случаях превышения допустимой скорости, проезда запрещающего сигнала светофора или выключения ключа ЭПК во время движения.

Модули МЦО 13, 14 принимают решение о разрешении проезда запрещающего сигнала светофора по команде, полученной от модуля РК 17 и переданной с базовой станции.

Модуль МЦО принимает решение о проведении служебного торможения на основании данных, поступающих с модулей УФИР 28, ВУ 21, ИПД 20, ЭК 16, РК 17, и выдает команду на ПКМ 59 о включении тормозного вентиля 60 или отпускного вентиля 61 в зависимости от поездной ситуации.

При получении от базовой станции по радиоканалу команды о принудительном торможении, поступающей на модули МЦО 13, 14 с модуля РК 17, модули МЦО 13, 14 формируют команду на выполнение принудительного торможения и передают ее в устройство УФИР 28. Устройство УФИР 28, получив команду, передает сигнал на плату ПУ 29, которая его усиливает и передает ее в плату ПР 30, где с помощью соответствующих реле происходит включение вентиля ЭПВ 57.

Устройство УФИР 28 принимает сигналы от управляющих устройств локомотива (контроллер машиниста, компрессор, тифон, свисток, цепи включения электропневматического торможения и т.д.) проводит их первичную фильтрацию, с помощью фильтра низких частот выделяет полезные сигналы, часть из них передает через блок БВС 18 и модуль КП 19 в модули МЦО 13, 14. Оставшиеся сигналы преобразует в гальванически развязанные цифровые сигналы, проводит их цифровую обработку и передает их по внутреннему CAN интерфейсу для записи в КР 32.

При получении устройством УФИР 28 команды «Боксование» с модулей МЦО 13, 14, устройство УФИР 28 формирует команду о включении подсыпки песочницей локомотива 58.

При получении команды от МЦО 13, 14 о несанкционированном отключении ключа ЭПК, устройство УФИР 28 формирует команду на включение блока КОН, при получении которой в нем срабатывает клапан, открывающий срывную полость ЭПК, соединенную с тормозной магистралью, тем самым производя экстренную разрядку тормозной магистрали и остановку поезда.

Блок индикации скорости БИЛ-ИНД 5 принимает данные о допустимой и фактической скорости с модулей МЦО 13, 14, ИПД 20, которые поступают на плату управления ПУ 33 и передает их на плату индикации ПИ 34 для индикации.

Блок индикации локомотивный помощника БИЛ-ПОМ 6 принимает данные о сигналах светофоров с модуля ВУ 21, которые поступают на плату управления ПУ 33, и передает их на плату индикации ПИ 34 для индикации помощнику машиниста.

Блок согласования интерфейсов БСИ, который предназначен для согласования специализированных интерфейсов, например интерфейсов телемеханической системы контроля бодрствования машиниста ТСКБМ и системы автоматического управления торможением САУТ, а также для обработки сигнала нажатия тревожных кнопок 68, 69, обработанные сигналы которых передаются по внутреннему CAN интерфейсу в модуль РК 17, и далее через радиомодем 47 на базовую станцию.

Тревожные кнопки 68, 69 устанавливаются в кабине локомотива (МВПС) в доступном месте. Кнопка 68 устанавливается рядом с рабочим местом машиниста, кнопка 69 рядом с рабочим местом помощника машиниста. При возникновении в течение поездки выходящей из-под контроля нештатной ситуации, требующей оперативного реагирования, нажатием тревожной кнопки на базовую станцию по радиоканалу посылается сигнал о возникновении чрезвычайной ситуации на борту.

Шлюз 8 входит в состав комплексного локомотивного устройства безопасности и функционально блок представляет собой шлюз между локальными сегментами технологических сетей: интерфейсом локомотива, внутренним CAN интерфейсом и внешним CAN интерфейсом.

Внутренний CAN интерфейс представляет собой локальную сеть комплексного локомотивного устройства, внешний CAN интерфейс представляет собой локальную сеть системы УСАВП, интерфейс локомотива представляет собой локальную сеть систем локомотива. По этим интерфейсам происходит взаимодействие, прием и передача данных от отдельных блоков систем безопасности.

Шлюз осуществляет мониторинг сообщений, циркулирующих во внутреннем CAN интерфейсе, и сообщения, которые передаются в другую систему, записываются в буфер приема шлюза 8. Этим сообщениям присваивается новый идентификатор, соответствующий протоколу обмена данными между системами.

Так как все системы создавались независимо, то и сообщения, для обмена информацией между блоками системы, содержат одинаковые дескрипторы, что приводит к коллизии сообщений. Для избежания появления этого эффекта шлюз 8 присваивает новый идентификатор каждому сообщению, передаваемому в другую систему.

Преобразователь внутреннего CAN интерфейса 40 предназначен для преобразования информационных потоков комплексного локомотивного устройства безопасности, преобразователь внешнего CAN интерфейса 41 предназначен для преобразования информационных потоков из системы УСАВП, преобразователь интерфейса локомотива 42 предназначен для преобразования информационных потоков систем локомотива, преобразователь интерфейса RS-232 43 предназначен для преобразования информационных потоков, поступающих по цифровому каналу RS-232 от возимой радиостанции РВС 62.

Каждый из преобразователей интерфейса выполняет гальваническую развязку сигнальных линий, это предотвращает выход из строя элементов блока при воздействии электромагнитных помех.

Устройство управления 39 представляет собой промышленный компьютер (ЭВМ) и выполняет все вычислительные и управляющие функции и является ядром шлюза 8, а также решает, какие сообщения должны быть переданы из одной локальной сети в другую, а какие необходимо проигнорировать.

Преобразователи интерфейсов внутреннего CAN 40 и внешнего CAN 41 представляют собой законченные устройства, выполняющие функции приема сообщений от устройства управления 39 по внутренней шине шлюза 8 и передачи их во внутренний CAN интерфейс (внешний CAN интерфейс) и в обратном направлении, при этом функции фильтрации сообщений возлагаются на устройство управления 39.

Преобразователь интерфейса локомотива 42 представляет собой устройство передачи информации от устройства управления 39 в интерфейс локомотива и обратно.

Преобразователь интерфейса RS-232 43 преобразовывает полученную по радиоканалу информацию от возимой радиостанции РВС 62 и передает ее во внутреннюю шину шлюза 8, данные поступают в устройство управления 39 и через преобразователь интерфейса локомотива 42 информация поступает в интерфейс локомотива. Данные сообщения участвуют в системе автоведения поезда.

В качестве интерфейса локомотива (МВПС) может использоваться интерфейс MVB - многофункциональная поездная шина, а также RS-485, RS-422, RS232, USB, Ethernet.

Электропитание комплексного локомотивного устройства безопасности строится по следующему принципу: электропитание от бортовой сети поступает на вторичные источники электропитания, которые осуществляют преобразование уровня напряжения бортовой сети в необходимый каждому модулю уровень напряжения.

Claims (6)

1. Комплексное локомотивное устройство безопасности, содержащее включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок индикации локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок согласования интерфейсов, шлюз, при этом блок электроники выполнен с возможностью приема и обработки сигналов от приемных катушек АЛСН и АЛС-ЕН, датчиков пути и скорости, антенны спутниковой навигационной системы, сигнала о положении ключа электропневматического клапана, сигналов от управляющих устройств локомотива, а также контроля и организации режима обмена информацией с другими устройствами с помощью внутреннего CAN интерфейса, организации режима обмена информацией с радиомодемом по цифровому интерфейсу и формирования сигнала управления электропневматическим клапаном, и включает в себя подключенные к внутреннему CAN интерфейсу двухканальный модуль центральной обработки, модуль электронной карты, модуль радиоканала, двухканальный модуль внешнего устройства и двухканальный модуль измерителя параметров движения, причем дополнительные входы/выходы модуля центральной обработки соединены с соответствующими входами/выходами системы безопасности, выход которой соединен с усилителем электропневматического клапана, связанного с электропневматическим клапаном, вход модуля спутниковой навигационной системы соединен с антенной спутниковой навигационной системы, а соответствующий выход соединен с модулем электронной карты, выход которой соединен с модулем радиоканала, входы/выходы которого соединены с радиомодемом, подключенным к дуплексному фильтру, соединенному с радиоантенной, входы блока внешних соединений соединены с датчиками пути и скорости, выходы которого соединены с соответствующими входами модуля коммутации и подключения, выходы которого подключены к входам двухканального модуля измерителя параметров движения, а двухканальный модуль внешнего устройства соединен с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, блок индикации локомотивный выполнен с возможностью подготовки и индикации информации, взаимодействия с машинистом посредством рукояток бдительности, ввода и отображения локомотивных и поездных характеристик, а также отображения сигналов светофоров и свободных блок-участков, текущего времени, времени движения по графику, фактической скорости, допустимой скорости, рекомендуемой скорости, целевой скорости, ускорения, режима работы, частоты канала АЛСН или индикатора работы канала АЛС-ЕН, отображения железнодорожных координат, названий впередилежащих объектов следования и расстояния до них, данных с датчиков давления в тормозной магистрали, датчиков давления тормозного цилиндра и датчиков давления уравнительного резервуара, кроме того, технологической информации, необходимой для диагностики системы, индикации режима записи на кассету регистрации, и включает в себя подключенные к внутреннему CAN интерфейсу плату управления дисплеем, соединенную с дисплеем TFT, плату управления модулем светофоров, соединенную с модулем индикации светофоров, модуль ввода, входы которого соединены с рукоятками бдительности и клавиатурой, блок коммутации и регистрации выполнен с возможностью обработки данных от локомотивных устройств, данных с датчика давления в тормозной магистрали, датчика давления тормозного цилиндра и датчика давления уравнительного резервуара, выполнения служебного и принудительного торможения, а также для включения питания устройства, и включает в себя подключенное к внутреннему CAN интерфейсу устройство формирования и регистрации, входы которого соединены с устройствами локомотива с аналоговыми выходами, датчиком давления в тормозной магистрали, датчиком давления тормозного цилиндра и датчиком давления уравнительного резервуара, вход/выход подключен к плате управления, соединенной с платой реле, выходы которой соединены с электропневматическим вентилем, песочницей локомотива, с тормозным и отпускным вентилями приставки крана машиниста, и блоком контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, выход которого подключен к электропневматическому клапану, блок регистрации включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль регистрации, соединенный с кассетой регистрации, блок согласования интерфейсов включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль обработки сигналов, вход/выход которого соединен с модулем развязки, входы которого подключены к телемеханической системе контроля бодрствования машиниста, тревожным кнопкам, а входы/выходы - к системе автоматического управления торможением, шлюз включает в себя устройство управления, соответствующие входы/выходы которого соединены с преобразователем внутреннего CAN интерфейса, подключенного к внутреннему CAN интерфейсу, также с преобразователем внешнего CAN интерфейса, подключенного к внешнему CAN интерфейсу, и с преобразователем интерфейса локомотива, подключенного к интерфейсу локомотива.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит блок индикации скорости, который выполнен с возможностью индикации допустимой и фактической скоростей и состоит из платы управления, соединенной с платой индикации.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит блок индикации локомотивный помощника машиниста, который выполнен с возможностью индикации сигналов светофоров и свободных блок-участков и состоит из платы управления, соединенной с платой индикации.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит рукоятку бдительности специальную, подключенную к модулю ввода.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит рукоятку бдительности помощника машиниста, подключенную к модулю ввода.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит преобразователь интерфейса RS-232, входы/выходы которого подключены к устройству управления, а вход соединен с выходом возимой радиостанции, подключенной к радиоантенне через дуплексный фильтр.

Images