RU2547909C1

RU2547909C1 - Crossing signal control method

Info

Publication number: RU2547909C1
Application number: RU2013153966/11A
Authority: RU
Inventors: Ростислав Васильевич Гнитько; Андрей Андреевич Курганский; Игорь Германович Тильк; Вадим Вадимович Ляной
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственный центр "ПРОМЭЛЕКТРОНИКА" (АО "НПЦ "ПРОМЭЛЕКТРОНИКА")
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: using radar stations, a moving object is identified, then data on distance to the target are transmitted from two or more radar stations to the analysis unit using which coordinates of the moving target are calculated. The analysis unit contains information on coordinates of location of coming and leaving sections along which the moving object at coincidence of its movement trajectory with the location of the railway track is identified with a railway unit. Then in the monitoring and control unit the train speed and arrival time to the railway crossing are calculated and the control of the executive mechanism of the railway crossing is performed. Use of radar stations which operate irrespective of condition of railroad tracks and its parameters, allows to identify targets at a distance of several tens kilometres. The method of control of the crossing alarm system allows to increase the length of the approach section and can be used both on low-active sections of the railroads without electric traction where there are no electric joints in strings of rail lines, and on the main roads, including that with electric traction of any type, not fitted and fitted with automatic lock-out devices of any type.

EFFECT: increase of length of section of approach and expansion of functionality consisting in a possibility of use on low-active sections of roads.

1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, а именно к системам ограждения переезда, позволяющим закрывать переезд в зависимости от координаты, скорости и ускорения приближающегося поезда.The invention relates to railway automation and telemechanics, and in particular to level crossing fencing systems that make it possible to close a level crossing depending on the coordinate, speed and acceleration of an approaching train.

Известно устройство для управления движением на железнодорожном переезде, которое предусматривает использование по обе стороны от железнодорожного переезда двух рельсовых цепей участков приближения и удаления и на каждом железнодорожном пути железнодорожного переезда установку на рельсах датчиков фиксации проследования колесных пар поезда. При этом выходы датчиков счета осей через блок обработки сигнала соединены с соответствующими входами блока контроля и управления переездной сигнализации, силовые выходы которого управляют исполнительными устройствами средств ограждения переезда. На переезде используется также путевой приемопередатчик, порт данных которого соединен с портом данных блока контроля и управления переездной сигнализации, при этом путевой приемопередатчик через цифровой канал радиосвязи соединен с приемопередатчиком бортового устройства управления локомотива (патент RU 2468949, B61L 23/16, B61L 1/16).A device for controlling traffic at a railway crossing is known, which provides for the use on both sides of a railway crossing of two rail chains of approaching and removing sections, and on each railway track of a railway crossing, installation of track sensors for tracking wheelsets of trains on rails. In this case, the outputs of the axle count sensors through the signal processing unit are connected to the corresponding inputs of the monitoring and control unit of the crossing signaling, the power outputs of which control the actuators of the crossing fencing means. At the crossing, a track transceiver is also used, the data port of which is connected to the data port of the monitoring and control unit of the cross-country alarm system, while the track transceiver is connected via a digital radio channel to the transceiver of the locomotive's onboard control device (patent RU 2468949, B61L 23/16, B61L 1/16 )

Недостатками являются невозможность использования на малодеятельных участках, где отсутствуют электрические стыки в рельсовых линиях, а также зависимость максимально возможной длины участка приближения от сопротивления балласта.The disadvantages are the impossibility of use in areas of low activity, where there are no electrical joints in the rail lines, as well as the dependence of the maximum possible length of the approximation section on ballast resistance.

Известна безопасная система управления железнодорожным переездом, содержащая GPS-приемник, установленный на поезде, и наземные беспроводные устройства связи, передающие информацию о местоположении на основе GPS, и включающая в себя блок сигнализации, предупреждающий о возникновении опасной ситуации на железнодорожном переезде. Железнодорожный переезд системы включает в себя датчик определения маршрута, определяющий движение в направлении железнодорожного переезда, и устройство беспроводной связи, передающее сигнал о движении с помощью беспроводного датчика определения маршрута. Центральная система управления передает информацию о местоположении движущегося поезда на железнодорожный переезд, предупреждает поезд о возникновении опасной ситуации. Дополнительное устройство контроля диспетчерского пункта, связанное с центральной системой управления, передает обнаруженный сигнал о движении центральной системе управления и передает информацию на движущийся поезд (KR 100678729, B61L 29/02, 09.01.2007).A safe railway crossing control system is known, comprising a GPS receiver mounted on a train and terrestrial wireless communication devices transmitting GPS-based location information, and including an alarm unit warning of a dangerous situation at a railway crossing. The railway crossing system includes a route detection sensor that detects movement in the direction of the railway crossing, and a wireless communication device that transmits a traffic signal using a wireless route determination sensor. The central control system transmits information about the location of the moving train to the railway crossing, warns the train about a dangerous situation. An additional control unit for the control room connected with the central control system transmits the detected signal about the movement to the central control system and transmits information to the moving train (KR 100678729, B61L 29/02, 01/09/2007).

Недостатками известной системы управления являются невозможность контроля целостности состава на переезде и большое время закрытого состояния железнодорожного переезда.The disadvantages of the known control system are the inability to control the integrity of the composition at the crossing and the long closed time of the railway crossing.

Известно устройство для определения местоположения транспортного средства, перемещающегося вдоль средства распространения электромагнитных волн, которое содержит средства передачи, отражения и приема электромагнитных волн, средства сравнения излученных и отраженных электромагнитных волн и средства обработки результатов, полученных при помощи средств сравнения. Для обеспечения селективного приема отраженного сигнала производится программируемое преобразование частоты отраженного сигнала в исходную частоту с помощью средства отражения электромагнитных волн. Обработка результатов сравнения излученных и отраженных электромагнитных волн основывается на определении разности фаз между излученной несущей волной и отраженной волной (РФ №2181680, МПК-7: B61L 25/02, 27.04.2002).A device for determining the location of a vehicle moving along a means of propagating electromagnetic waves, which contains means for transmitting, reflecting and receiving electromagnetic waves, means for comparing the emitted and reflected electromagnetic waves, and means for processing the results obtained using the means of comparison. To ensure selective reception of the reflected signal, a programmed conversion of the frequency of the reflected signal to the original frequency is performed using the means of reflection of electromagnetic waves. The processing of the results of comparing the radiated and reflected electromagnetic waves is based on determining the phase difference between the radiated carrier wave and the reflected wave (RF No. 2181680, IPC-7: B61L 25/02, 04/27/2002).

Недостатками известного устройства являются необходимость прокладки алюминиевого волновода вдоль пути следования поезда и установка средств отражения на каждую железнодорожную единицу.The disadvantages of the known device are the necessity of laying an aluminum waveguide along the train and the installation of reflection means for each railway unit.

В качестве прототипа выбран способ определения местоположения железнодорожных транспортных средств (WO 2005/056363, МПК-7: B61L 25/02, 23.06.2005). Согласно известному способу радиосигналы излучаются с антенны (или антенн), установленной на контролируемом транспортном средстве. Каждое транспортное средство имеет уникальный идентификатор. Для приема радиосигналов используются два или более приемных радиолокационных устройств, которые пространственно удалены друг от друга и установлены в границах контролируемого участка движения объекта. Используемое для реализации данного способа радиолокационное оборудование базируется на стандарте GSM (Global System for Mobile communication).As a prototype, a method for determining the location of railway vehicles was selected (WO 2005/056363, IPC-7: B61L 25/02, 06.23.2005). According to a known method, radio signals are emitted from an antenna (or antennas) mounted on a controlled vehicle. Each vehicle has a unique identifier. To receive radio signals, two or more receiving radar devices are used, which are spatially remote from each other and are installed within the boundaries of the controlled section of the object’s movement. The radar equipment used to implement this method is based on the GSM standard (Global System for Mobile communication).

Расчетное местоположение железнодорожной единицы определяется по разности времен получения сигналов удаленными приемными радиолокационными устройствами. Для определения более точных координат используются данные о географическом маршруте движения транспортного средства на контролируемом участке пути.The estimated location of the railway unit is determined by the difference in the times of receiving signals by remote receiving radar devices. To determine more accurate coordinates, data are used on the geographical route of the vehicle in a controlled section of the track.

Недостатками известного способа являются необходимость расположения контролируемого участка пути в зоне покрытия GSM вышек, посредством которых осуществляется определение местоположения контролируемого транспортного средства. Кроме того, требуется размещение радиолокационного оборудования непосредственно на железнодорожной единице.The disadvantages of this method are the need for the location of the controlled section of the track in the coverage area of GSM towers, through which the location of the controlled vehicle is carried out. In addition, placement of radar equipment directly on the railway unit is required.

Технический результат изобретения заключается в упрощении схемы, увеличении длины участка приближения и в расширении функциональных возможностей, заключающихся в обеспечении возможности применения на малодеятельных участках дорог.The technical result of the invention is to simplify the scheme, increase the length of the approximation section and to expand the functionality, which consists in providing the possibility of application on inactive sections of roads.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе управления переездной сигнализацией используют радиолокационные станции слежения за движущимися целями, дальность действия которых при современном уровне техники составляет более 5 километров, а железнодорожную единицу отождествляют путем сравнения координат траекторий движущихся объектов с координатами прохождения железнодорожного пути.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method for controlling crossing signaling, radar stations for tracking moving targets are used, the range of which at the current level of technology is more than 5 kilometers, and a railway unit is identified by comparing the coordinates of the trajectories of moving objects with the coordinates of the passage of the railway track.

Сущность способа заключается в том, что, используя радиолокационные станции, обнаруживают все движущиеся объекты в зоне приближения и удаления. По данным траекторий подвижных объектов, полученных от радиолокационных станций, выделяют объект, траектория движения которого совпадает с географическими данными участков приближения или удаления, отождествляют этот объект с железнодорожной единицей, затем по данным координат поезда с учетом скорости их изменения программными средствами определяют время прибытия на переезд и момент освобождения поездом переезда и с необходимыми зависимостями выдают команды на управление средствами ограждения и сигнализации.The essence of the method lies in the fact that, using radar, detect all moving objects in the zone of approximation and removal. According to the trajectories of moving objects received from radar stations, an object is selected whose trajectory coincides with the geographical data of the proximity or removal sections, this object is identified with a railway unit, then, according to the data of the train’s coordinates, taking into account the speed of their change by software, determine the arrival time for moving and the moment the train releases the crossing and with the necessary dependencies issue commands to control the fencing and signaling facilities.

На чертеже представлены переезд с участками приближения A и удаления B и функциональная схема устройства управления, использующего предлагаемый способ управления переездной сигнализацией.The drawing shows a crossing with sections of approach A and removal B and a functional diagram of a control device using the proposed method of controlling a crossing signaling.

Устройство управления 1 содержит радиолокационные станции 2 и 3, выходы которых соединены с входами блока анализа данных 4, выход которого подключен к входу блока контроля и управления 5, силовые выходы которого соединены с исполнительными устройствами средств ограждения переезда.The control device 1 contains radar stations 2 and 3, the outputs of which are connected to the inputs of the data analysis unit 4, the output of which is connected to the input of the control and control unit 5, the power outputs of which are connected to the actuators of the moving fence.

Устройство 1 работает следующим образом.Device 1 operates as follows.

Радиолокационные станции 2 и 3 в отсутствие движущихся объектов находятся в режиме обнаружения. При появлении в зоне наблюдения движущихся объектов радиолокационные станции 2 и 3 переходят в режим слежения за данными объектами. От каждой радиолокационной станции в реальном времени данные о расстоянии до объекта передаются в блок анализа данных 4, в котором вычисляются координаты всех подвижных объектов. Блок анализа 4, в память которого предварительно заносится информация о географических данных железнодорожного пути участков приближения A и удаления B, выделяет объект, траектория движения которого совпадает с географическими данными участков приближения A или удаления B, отождествляет этот объект с железнодорожной единицей и затем в реальном масштабе времени передает координаты поезда на вход блока контроля и управления 5. По данным координат поезда с учетом скорости их изменения программными средствами в блоке контроля и управления 5 определяют время прибытия на переезд и момент освобождения поездом переезда и с необходимыми зависимостями выдают команды на исполнительные устройства 6 средств ограждения и сигнализации.Radar stations 2 and 3 in the absence of moving objects are in detection mode. When moving objects appear in the observation zone, radar stations 2 and 3 go into the tracking mode for these objects. From each radar station in real time data on the distance to the object is transmitted to the data analysis unit 4, in which the coordinates of all moving objects are calculated. Analysis block 4, the memory of which is preliminarily recorded with information about the geographic data of the railway track of the areas of approximation A and the distance B, selects an object whose trajectory coincides with the geographic data of the areas of approximation A or the distance B, identifies this object with the railway unit and then in real scale time passes the coordinates of the train to the input of the control and management unit 5. According to the coordinates of the train, taking into account the rate of change by software in the control and management unit 5 they determine the time of arrival at the crossing and the moment the train releases the crossing and, with the necessary dependencies, issue commands to the actuators 6 of the fencing and signaling devices.

Устройство 1 не требует установки на поезд радиолокационного оборудования или других идентификаторов и работает независимо от состояния железнодорожного полотна и его параметров, позволяет обнаруживать поезд на расстоянии более 5-10 километров.Device 1 does not require the installation of radar equipment or other identifiers on the train and works regardless of the condition of the railroad track and its parameters; it allows detecting the train at a distance of more than 5-10 kilometers.

Таким образом, предложенный способ управления переездной сигнализацией не требует установки на поезд радиолокационного оборудования, позволяет увеличить длину участка приближения и может использоваться как на малодеятельных участках железных дорог без электрической тяги, где нет электрических стыков в плетях рельсовых линий, так и на магистральных дорогах, в том числе с электрической тягой любого вида, не оборудованных или оборудованных средствами автоблокировки любого типа.Thus, the proposed method for controlling the crossing signaling does not require the installation of radar equipment on the train, allows to increase the length of the approach section and can be used both on inactive sections of railways without electric traction, where there are no electrical joints in the lashes of rail lines, and on main roads, including with electric traction of any kind, not equipped or equipped with means of automatic blocking of any type.

Claims

A control method for moving signaling, including radar detection of moving objects and the use of geographical data on the location of the railway track, characterized in that according to the data of the trajectories of moving objects received from radar stations, an object whose movement path coincides with the geographic data of the proximity or distance is identified this object with a railway unit, then according to the coordinates of the train, taking into account the rate of change by software dstvami determine the time of arrival at the time of release and transfer of moving train, and with the necessary dependencies issue commands to control means fences and alarms.