RU2449900C2 - Safety unit - Google Patents
Safety unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449900C2 RU2449900C2 RU2010117003/11A RU2010117003A RU2449900C2 RU 2449900 C2 RU2449900 C2 RU 2449900C2 RU 2010117003/11 A RU2010117003/11 A RU 2010117003/11A RU 2010117003 A RU2010117003 A RU 2010117003A RU 2449900 C2 RU2449900 C2 RU 2449900C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- processor
- bus
- control
- output
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано на транспорте, прежде всего железнодорожном, в системах обеспечения безопасности и управления.The invention relates to the field of automation and can be used in transport, especially railway, in safety and control systems.
Известен блок безопасности, предупреждающий водителя о замедлении впереди идущего транспортного средства (СА 2663363, B60Q 1/44, 2009-10-22). Устройство содержит акселерометр, блок управления и стоп-сигнал. Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, оно не решает целый ряд задач безопасного управления транспортным средством в штатном режиме (например, блокировка дверей в процессе движения состава), а также при возникновении нештатной ситуации.A known safety unit warning the driver about a deceleration of a vehicle in front (CA 2663363,
Более сложную структуру имеет блок раннего предупреждения аварийной ситуации, описанный в GB 1286251, G01S 13/78, 1972-08-23. Однако и его назначение ограничено предупреждением водителя о замедлении впереди идущего транспортного средства.A more complex structure is the emergency early warning unit described in GB 1286251,
Интегрированный акселерометр используется в известном транспортном средстве для определения его скорости (US 2008150468, Н02Р 8/00, 2008-06-26). В данном случае акселерометр интегрирован в блок управления. Данное устройство не обеспечивает решения задач безопасного управления.An integrated accelerometer is used in a known vehicle to determine its speed (US 2008150468, H02P 8/00, 2008-06-26). In this case, the accelerometer is integrated into the control unit. This device does not provide solutions for safe control tasks.
Известно также использование блока безопасности в виде электронной накладки, содержащей последовательно соединенные акселерометр, процессор, блок памяти, передатчик и антенну (GB 2436220, G01H 1/00, 2007-09-19). Акселерометр фиксирует удары и вибрацию, которые испытывает элемент конструкции, на котором закреплена наклейка, и эта информация после обработки и накопления передается с целью определения ресурса элемента конструкции. Пластина накладки является несущим элементом конструкции блока безопасности.It is also known to use a safety unit in the form of an electronic pad containing a series-connected accelerometer, processor, memory unit, transmitter and antenna (GB 2436220, G01H 1/00, 2007-09-19). The accelerometer records shock and vibration experienced by the structural element on which the sticker is attached, and this information is transmitted and processed after processing and accumulation in order to determine the resource of the structural element. The lining plate is a structural component of the safety unit.
Данное устройство является наиболее близким к предложенному. Оно обеспечивает безопасное использование ответственных элементов конструкции транспортных средств, однако к его недостаткам следует отнести следующие:This device is the closest to the proposed. It ensures the safe use of critical structural elements of vehicles, but its disadvantages include the following:
- связь через радиоканал в ряде случаев (например, совместное воздействие импульсной электромагнитной помехи и ударной волны при взрыве) не является надежной;- communication through a radio channel in some cases (for example, the combined effect of pulsed electromagnetic interference and a shock wave during an explosion) is not reliable;
- невозможность использования в штатном режиме в составе блока безопасности для управления и контроля за управляющими сигналами;- the inability to use in normal mode as part of the safety unit for control and monitoring of control signals;
- невозможность работы в реальном масштабе времени вообще, поскольку данные о ресурсе формируются на достаточно большом интервале времени;- the impossibility of working in real time in general, since data on the resource is generated over a sufficiently large time interval;
- невозможность распознать и, главное, отреагировать на возникновение нештатной ситуации.- the inability to recognize and, most importantly, respond to an emergency.
Техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является расширение функциональных возможностей блока безопасности, повышение достоверности формируемой им информации и надежности его работы, повышение надежности и безопасности транспортного средства, на котором установлен блок безопасности.The technical result expected from the use of the invention is to expand the functionality of the security unit, increase the reliability of the information generated by it and the reliability of its operation, increase the reliability and safety of the vehicle on which the security unit is installed.
Указанный результат достигается тем, что в блоке безопасности, содержащем несущий конструктивный элемент, на котором расположены последовательно соединенные акселерометр и процессор, последний выполнен с дополнительными информационными входами для команд управления транспортным средством, ограничения параметров движения и текущих значений параметров движения, а также с выходом сигнализации и управляющим выходом.This result is achieved by the fact that in the safety unit containing the supporting structural element, on which the accelerometer and the processor are connected in series, the latter is made with additional information inputs for vehicle control commands, limiting movement parameters and current values of movement parameters, as well as with an alarm output and control output.
Таким образом, существо предложения сводится к тому, что блок безопасности (системы управления поездом, например) решает задачу анализа соответствия текущего значения скорости ограничению, принимаемому с токоведущего кабеля, рельсового участка, радиоканала связи и т.п., и отрабатывает ситуацию несоответствия индикацией оператору (машинисту) и включением аварийного (или сначала штатного, а потом аварийного) торможения. Помимо этого блок решает задачу контроля соответствия различных команд управления парадигме безопасности (например, блокирует команду открывания дверей до остановки поезда и т.п.). Одновременно блок имеет в своем составе акселерометр, расположенный в отличие от других датчиков непосредственно на печатной плате основного процессора блока, минуя все промежуточные связи.Thus, the essence of the proposal boils down to the fact that the safety unit (train control systems, for example) solves the problem of analyzing the compliance of the current speed value with the restriction received from the current-carrying cable, rail section, radio communication channel, etc., and fulfills the situation of non-compliance with the indication to the operator (to the driver) and the inclusion of emergency (or first full-time, and then emergency) braking. In addition, the unit solves the problem of monitoring the compliance of various control commands with a safety paradigm (for example, it blocks the door opening command until the train stops, etc.). At the same time, the unit includes an accelerometer located, unlike other sensors, directly on the printed circuit board of the unit’s main processor, bypassing all intermediate communications.
Акселерометр, будучи подключен к входу управляющего процессора блока безопасности и будучи размещен на одном несущем элементе конструкции с ним, решает несколько задач:The accelerometer, being connected to the input of the control processor of the safety unit and being placed on the same structural element with it, solves several problems:
а) фиксирует правильно начавшееся экстренное (или иное) торможение и в случае его отсутствия и наличия соответствующего управляющего сигнала на выполнение команды торможения позволяет процессору принять решение о включении дополнительных систем (как экстренного торможения, так и индикации/оповещения);a) it fixes the emergency braking (or other) that has started correctly and, if it is absent and there is an appropriate control signal to execute the braking command, allows the processor to decide on the inclusion of additional systems (both emergency braking and indication / warning);
б) выполняет антивандальную функцию - если блок безопасности в процессе работы подвергается аномальным ускорениям (например, ударам) по любым осям, в процессоре может быть запрограммирована самая различная реакция: от сообщения охране состава до аварийного снижения скорости;b) performs an anti-vandal function - if the safety unit undergoes abnormal accelerations (for example, impacts) along any axis during operation, the most varied reaction can be programmed in the processor: from a message to the security personnel to an emergency speed reduction;
в) по наличию нештатного удара (ускорения) детектирует факт аварии (столкновение с препятствием на пути следования, действие взрывного устройства и т.п.), позволяя процессору моментально предпринять необходимые действия (генерировать команды торможения и т.п.), поскольку при ускорениях выше некоего порогового значения, если блок сохранил работоспособность (о чем должны свидетельствовать текущие данные внутренней диагностики блока безопасности или процессора), то рассчитывать на управление со стороны оператора или машиниста некоторое время не приходится и все управление в первые секунды после удара должно определяться только автоматикой. Это «антитеррористическая» функция. Ее отличие от действия других систем (например, определяющих состояние или уровень бодрствования оператора и т.п.) - существенно большее быстродействие по детектированию опасной ситуации. Здесь наличие основного датчика - акселерометра в «сердце» системы безопасности служит гарантией его сохранности вместе с блоком безопасности, в то время как другие датчики (также, например, акселерометры диагностических систем тормозов, различные датчики скорости вращения и пр.), а главное, связи с ними в большинстве своем не выживают при жестких аварийных воздействиях.c) by the presence of a contingency impact (acceleration), it detects the fact of an accident (collision with an obstacle along the route, the action of an explosive device, etc.), allowing the processor to immediately take the necessary actions (generate braking commands, etc.), because during accelerations above a certain threshold value, if the unit has remained operational (which should be evidenced by the current data of the internal diagnostics of the safety unit or processor), then rely on control from the side of the operator or the driver for some time The volume is not necessary and all control in the first seconds after the impact should be determined only by automation. This is an “anti-terrorism” function. Its difference from the action of other systems (for example, determining the state or level of wakefulness of an operator, etc.) is significantly greater speed in detecting a dangerous situation. Here, the presence of the main sensor - the accelerometer in the "heart" of the security system serves as a guarantee of its safety together with the safety unit, while other sensors (also, for example, accelerometers of diagnostic braking systems, various rotation speed sensors, etc.), and most importantly, communications with them, for the most part, they do not survive severe emergency impacts.
На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства и показано, как оно связано с другими блоками транспортного средства. На фиг.2 приведен вариант выполнения процессора.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device and shows how it is associated with other blocks of the vehicle. Figure 2 shows an embodiment of the processor.
Устройство содержит акселерометр 1, выход которого соединен с информационным входом 2 процессора 3. Последний выполнен с дополнительными информационными входами для команд управления 4, ограничения параметров движения 5 и текущих значений параметров движения 6. Выход сигнализации 7 и управляющий выход 8 процессора 3 подключены к входам блока 9 индикации и исполнительным механизмам 10. Акселерометр 1 и процессор 3, образующие блок безопасности, размещены на одном несущем элементе конструкции 11 (на одной плате, в одном корпусе).The device contains an
Процессор 3 может быть реализован как аппаратными, так и программными средствами. Простейший вариант его реализации аппаратными средствами представлен на фиг.2. На шину 12 поступает сигнал тяги. Шина 12 подключена к первому входу элемента И 13, второй, инвертирующий вход которой соединен с шиной 14, на которую подведен сигнал с выхода датчика, фиксирующего открытое состояние дверей. Выход элемента И 13 подключен к входу блока управления двигателем 15. Шина 12 соответствует, как обозначено на фиг.2, информационному входу для команд управления 4, шина 13 - информационному входу для текущих значений параметров движения 6 и т.д.The
На шину 16 поступает сигнал торможения, она соединена с первыми входами сумматора 17 и блока 18 вычитания, второй вход которого соединен с выходом акселерометра 1, а выход - со вторым входом сумматора 17, выход которого соединен с входом блока 19 управления тормозным механизмом. Выход блока 18 вычитания соединен также со входом диагностики блока индикации 24 в кабине машиниста.The brake signal is received on the
Сигнал с выхода акселерометра 1 поступает также на входы компараторов 20, 21. Выход компаратора 20 через элемент ИЛИ 22 соединен с входом блока 23 экстренного торможения, с входом блока индикации 24 в кабине машиниста, а также входом блока индикации 25 в помещении охраны. Выход компаратора 21 подключен ко второму входу элемента ИЛИ 22 и входу блока индикации 26 на диспетчерском пункте (например, по радиоканалу). Выход блока 18 вычитания соединен также со входом диагностики блока индикации 24 в кабине машиниста.The signal from the output of the
На шину 27 поступает информация о скорости состава (с выхода спидометра). Шина 27 подключена ко входам компараторов 28 и 29. Выход компаратора 28 соединен с первым входом элемента И 30, выход которого подключен ко входу исполнительного механизма открывания дверей 31. Второй вход элемента И 30 соединен с шиной 32 сигнала открывания дверей. Второй вход компаратора 29 подключен к шине 33 ограничения скорости состава. А выход компаратора 29 соединен со вторым входом блока индикации 24 в кабине машиниста и входом блока 34 задержки, выходы которого подключены к третьим входам сумматора 17 и элемента ИЛИ 22.The bus 27 receives information about the speed of the composition (from the output of the speedometer). The bus 27 is connected to the inputs of the
Все компараторы кроме компаратора 29 выполнены в виде пороговых блоков, т.е. сравнивают входной сигнал с пороговой величиной, заданной на их втором входе (на фиг.2 соответствующие цепи не показаны).All comparators except
Собственно процессор 3 в примере, показанном на фиг.2, образован элементом И 13, сумматором 17, блоком 18 вычитания, компараторами 20, 21, 28 и 29, элементом ИЛИ 22, элементом И 30 и блоком 34 задержки. Блок 9 индикации образован блоками 24, 25 и 26. Исполнительный механизм 10 образован элементами 15, 16, 23 и 31.Actually, the
Как отмечено выше, существо предложенного технического решения сводится к тому, что в блоке безопасности с акселерометром и процессором последний выполнен с дополнительными информационными входами для команд управления транспортным средством, ограничения параметров движения и текущих значений параметров движения, а также с выходом сигнализации и управляющим выходом.As noted above, the essence of the proposed technical solution is that in a safety unit with an accelerometer and a processor, the latter is made with additional information inputs for vehicle control commands, limiting movement parameters and current values of movement parameters, as well as with an alarm output and control output.
Иными словами, процессор 3 не только выполнен с возможностью реализации обычных, штатных алгоритмов управления движением транспортного средства (двигателем и/или тормозной системой), открывания и закрывания дверей, ограничения скорости на данном участке пути в зависимости от сигнала, поступающего на его вход, но дополнен акселерометром 1 (который конструктивно выполнен с ним воедино) и выполнен с возможностью совместной логической обработки вышеупомянутых штатных сигналов и сигнала акселерометра 1, учета реального значения ускорения при разгоне и торможении, изменения штатного алгоритма при диагностировании удара по корпусу (несущему элементу конструкции 11) блока безопасности или иной нештатной ситуации. Это достигается тем, что на информационные входы 4-6 процессора 3 поступает как сигнал ускорения с выхода акселерометра 1, так и команды управления транспортным средством (вход 4 на фиг.1, 2), сигналы ограничения параметров движения (вход 5 процессора 3, например, максимально допустимая скорость на данном участке) и текущие значение параметров движения (например, скорость на входе 6, положение дверей и т.п.). При этом процессор 3 выполнен с возможностью реализации алгоритма совместной обработки указанных величин и принятия решения об оповещении тех или иных лиц и в ряде случаев перевода «на себя» управления движением.In other words, the
В частности, процессор 3 может быть выполнен с возможностью реализации описанных выше алгоритмов по п.«а», «б» и «в».In particular, the
Так, если на шине 14 присутствует сигнал «двери открыты», элемент И 13 блокирует прохождение сигнала тяги с шины 12 на вход блока управления двигателем 15. Данная функция относится к штатному режиму.So, if there is a “door open” signal on bus 14, the And 13 element blocks the traction signal from bus 12 to the input of the engine control unit 15. This function refers to the normal mode.
Блок 18 вычитания сопоставляет величину сигнала торможения на шине 16 с результирующим сигналом торможения, поступающим с выхода акселерометра 1. Величина полученной разности или несоответствия в качестве слагаемого (разумеется, с учетом знака) поступает на вход сумматора 17 и обеспечивает увеличение (снижение) управляющего воздействия на тормозную систему при ее недостаточной (избыточной) эффективности. Этот же сигнал рассогласования с выхода блока 18 вычитания подается на вход блока 24 индикации, и при достаточной его величине в блоке 24 срабатывает пороговое устройство и в кабине машиниста зажигается табло, свидетельствующее о неисправности тормозной системы состава.The
Когда выходной сигнал акселерометра 1 достигнет следующей пороговой величины (а в более сложном случае будет зафиксировано периодическое импульсное воздействие значительной амплитуды в отсутствие сигнала торможения на шине 16), компаратор 20 выдаст сигнал, который через элемент ИЛИ 22 активизирует блок 23 экстренного торможения и оповестит не только машиниста, но и охрану состава о попытке взломать блок безопасности.When the output signal of the
В случае аварийного столкновения или взрыва на пути следования состава срабатывает компаратор 21 и по цепи элемент ИЛИ 22 - блок 23 экстренного торможения проходит сигнал и состав тормозится. Одновременно блок 26 оповещения диспетчера по радиоканалу посылает соответствующее оповещение.In the event of an accidental collision or explosion along the line of the train, the comparator 21 is triggered and the
Компаратор 28 разрешает прохождение сигнала открывания дверей с шины 32 через элемент И 30 при скорости состава, близкой к нулевому значению. Если же на шине 27 сигнал скорости превышает значение скорости на шине 33 ограничения скорости состава, на выходе компаратора 29 появляется сигнал, поступающий на блок 24 индикации машиниста. Одновременно запускается блок 34 задержки, который формирует через интервал времени τ1 сигнал, поступающий через сумматор 17 на вход блока 19 управления тормозным механизмом. Если и после включения тормозного механизма в момент τ2 на выходе компаратора 29 сигнал присутствует, блок 34 задержки формирует сигнал, который через элемент ИЛИ 22 включает блок 23 экстренного торможения.The comparator 28 allows the passage of the door opening signal from the bus 32 through the element And 30 at a speed of composition close to zero. If, on the bus 27, the speed signal exceeds the speed value on the composition speed limiting bus 33, a signal arriving at the driver display unit 24 appears at the output of the
В результате обеспечивается расширение функциональных возможностей блока безопасности, повышение достоверности формируемой им информации и надежности его работы, повышение надежности и безопасности транспортного средства, на котором установлен такой блок безопасности. Это достигается за счет анализа соответствия текущего значения скорости ограничению, мгновенному выявлению других нештатных ситуаций и возможности быстро отреагировать на их возникновение индикацией оператору (машинисту) и включением аварийного (или сначала штатного, а потом аварийного) торможения. Помимо этого блок решает задачу контроля соответствия различных команд управления парадигме безопасности.The result is the expansion of the functionality of the safety unit, increasing the reliability of the information it generates and the reliability of its operation, increasing the reliability and safety of the vehicle on which such a safety unit is installed. This is achieved by analyzing the correspondence of the current speed value to the limitation, the instant detection of other contingencies and the ability to quickly respond to their occurrence by indicating to the operator (driver) and switching on emergency (or first regular, and then emergency) braking. In addition, the unit solves the problem of monitoring the compliance of various management teams with a security paradigm.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117003/11A RU2449900C2 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Safety unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010117003/11A RU2449900C2 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Safety unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010117003A RU2010117003A (en) | 2011-11-27 |
RU2449900C2 true RU2449900C2 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=45317348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010117003/11A RU2449900C2 (en) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | Safety unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449900C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2238208C1 (en) * | 2003-07-22 | 2004-10-20 | Закрытое акционерное общество "Гранит-ВТ" | High-speed train carry-on information and control complex |
GB2436220A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-19 | Ncode Internat Ltd | Damage monitoring tag |
RU2326016C2 (en) * | 2006-07-31 | 2008-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | System of controlling motion of electrically propelled vehicles |
RU2380261C2 (en) * | 2004-02-24 | 2010-01-27 | Дженерал Электрик Компани | System of railway car tracking |
-
2010
- 2010-04-29 RU RU2010117003/11A patent/RU2449900C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2238208C1 (en) * | 2003-07-22 | 2004-10-20 | Закрытое акционерное общество "Гранит-ВТ" | High-speed train carry-on information and control complex |
RU2380261C2 (en) * | 2004-02-24 | 2010-01-27 | Дженерал Электрик Компани | System of railway car tracking |
GB2436220A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-19 | Ncode Internat Ltd | Damage monitoring tag |
RU2326016C2 (en) * | 2006-07-31 | 2008-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точной механики" | System of controlling motion of electrically propelled vehicles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010117003A (en) | 2011-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105672785A (en) | Anti-collision system for door opening of vehicle and control method | |
US9751635B2 (en) | Indicating device for indicating an activation status of an escape slide in an aircraft | |
CN109080604A (en) | A kind of automatic emergency brake system based on AEB system | |
US20100106387A1 (en) | Collision reducing device | |
CN102627091A (en) | Method for reducing the risk of a collision between a vehicle and a first external object | |
JPH10129422A (en) | Theft notifying method and device for automobile | |
JP2007126014A (en) | Vehicular collision determination device | |
US10442519B2 (en) | Indication device as well as door arrangement and aircraft with such an indication device | |
WO2010114748A1 (en) | Safety detection apparatus for exiting a vehicle | |
US11155261B2 (en) | Vehicle control device, vehicle control method, and recording medium | |
EP2591966B1 (en) | Vehicle safety system comprising active and passive safety means | |
CN107757541A (en) | Accident monitoring method and device | |
CN108407716A (en) | Automobile side-door active anti-corrosion method and system based on camera | |
CN108407719A (en) | A kind of prior-warning device and method that avoid vehicle that secondary collision occurs | |
US10944775B2 (en) | Authentication device for a vehicle | |
CN211642165U (en) | Train obstacle and derailment detection system, detection device and rail train | |
KR20200020035A (en) | Safety system for passenger inside vehicle | |
CN102837653A (en) | Car door opening safeguard system | |
CN108327629A (en) | Car door opening protective device and vehicle | |
CN107826103A (en) | A kind of method for preventing car crass | |
RU2449900C2 (en) | Safety unit | |
CN104066628A (en) | Method and evaluation system for supervising correct belt utilization | |
CN111376862B (en) | Vehicle door anti-collision early warning system and early warning method | |
CN106114442B (en) | A kind of moment opening car door protection technique | |
JP4528904B2 (en) | Vehicle collision accident information notification device |