RU2591552C1

RU2591552C1 - Train traffic control system on railway passing through tunnels

Info

Publication number: RU2591552C1
Application number: RU2015120024/11A
Authority: RU
Inventors: Руслан Владиславович Боклажков; Нина Юрьевна Вихрова; Всеволод Владимирович Воробьев; Борис Моисеевич Гордон; Алексей Валерьевич Марков; Ефим Наумович Розенберг; Игорь Наумович Розенберг; Сергей Александрович Фомин; Елена Евгеньевна Шухина
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-07-20

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: invention relates to railway transport and can be used in automated control systems of dispatch control. On each of hauls limited by stations, system contains continuous type track automatic block signal system facilities, electric interlocking post devices, dispatch control centre, wire communication line, radio link of digital communication based on slotted waveguide. Additionally, standby track generators of code current signals are installed in each tunnel on opposite inputs. At that, train railroad engines employ: onboard controls, graphic displays and additionally introduced signals inductive reception from standby track generators of code current signals.

EFFECT: higher safety of trains movement through tunnels.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в автоматизированных системах диспетчерского управления.The invention relates to railway transport and can be used in automated dispatch control systems.

В системах управления движением поездов на железной дороге надежность функционирования поездных устройств обеспечивается тем, что принимаемые с пути кодовые сигналы аппаратурой головного вагона передаются по внутрипоездной линии связи в аппаратуру хвостового вагона, которая еще подключена к резервным катушкам индуктивной связи головного вагона. Аппаратура головного и хвостового вагонов работают параллельно, и аппаратура хвостового вагона обеспечивает все функции аппаратуры головного вагона, включая предупредительную сигнализацию и контроль заданного направления движения. Система обеспечивает резервирование входящих в нее устройств, предупредительную сигнализацию, задание и контроль направления движения поездов, возможность полной сигнализации машинисту дополнительного поезда (маневрового локомотива) в случае вывода с трассы неисправного состава, находящегося перед выводящим поездом и сцепленного с ним электрически. В стационарной аппаратуре системы предусмотрено резервирование передающих устройств, за счет введения схемы контроля частотных сигналов и их уровня и переключения на резервные устройства. Однако такие системы не обеспечивают необходимый уровнь безопасности для магистральных железных дорог из-за неприспособленности к предотвращению и разбору в тоннеле заторов из нескольких поездов. При разборе заторов в тоннелях имеется необходимость передачи от диспетчера в любые кабины управления локомотивами этих поездов ответственных команд, касающихся направления движения, разрешенного перемещения, скорости движения и.т.д. При этом для кабин управления локомотивов, которые находятся в середине затора, передача этих команд по используемому каналу непрерывной АЛС невозможна из-за того, что сигналы непрерывной АЛС шунтируются колесными парами вагонов, находящихся между путевыми генераторами сигналов непрерывной АЛС и катушками локомотивных приемников этих сигналов. Другие каналы передачи информации в перегонных тоннелях отсутствуют.In railway train traffic control systems, the reliability of the operation of train devices is ensured by the fact that the code signals received from the path are transmitted by the head carriage equipment via the inter-train communication line to the tail carriage equipment, which is still connected to the reserve coils of the head carriage inductive coupling. The equipment of the head and tail cars operate in parallel, and the equipment of the tail car provides all the functions of the equipment of the head car, including warning alarms and control of a given direction of movement. The system provides redundancy of the devices included in it, warning alarms, tasking and control of the direction of train movement, the possibility of a complete signaling to the driver of an additional train (shunting locomotive) in the event of a withdrawal of a faulty train located in front of the output train and electrically coupled to it. In the stationary equipment of the system, redundancy of transmitting devices is provided due to the introduction of a control circuit for frequency signals and their level and switching to backup devices. However, such systems do not provide the necessary level of safety for the main railways due to their inability to prevent and disassemble congestion from several trains in the tunnel. When analyzing congestion in tunnels, there is a need to transfer from the dispatcher to any control cabs of the locomotives of these trains responsible commands regarding the direction of movement, permitted movement, speed, etc. At the same time, for control cabs of locomotives that are in the middle of the congestion, the transmission of these commands through the used continuous ALS channel is impossible due to the fact that the signals of the continuous ALS are shunted by the wheel pairs of cars located between the track generators of the signals of the continuous ALS and the coils of locomotive receivers of these signals. There are no other information transmission channels in the distillation tunnels.

В качестве прототипа выбрана система управления движением поездов на железной дороге, содержащая на каждом из перегонов, ограниченных станциями, путевые устройства автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соединенные с соответствующими постовыми устройствами электрической централизации, причем постовые устройства электрической централизации и диспетчерский центр управления соединены между собой через линию проводной связи и через радиоканал цифровой связи, который выполнен на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути, причем бортовое устройство управления локомотивом каждого поезда соединено с графическим дисплеем (RU 85434, B61L 27/04, 10.08.09).As a prototype, a train traffic control system on the railway was selected, containing on each of the sections bounded by stations, track-type automatic blocking and automatic locomotive signaling devices of a continuous type connected to the corresponding electrical centralization control units, the electrical centralization control units and the control center are connected between themselves through a wired communication line and through a digital communication radio channel, which is made on the basis of a slotted a waveguide laid along the railway track, and the on-board locomotive control device of each train is connected to a graphic display (RU 85434, B61L 27/04, 08/10/09).

Известная система обладает высоким уровнем надежности при использовании на магистральном железнодорожном транспорте из-за наличия проложенного вдоль железнодорожного пути резервного канала цифровой радиосвязи, выполненного на основе щелевого волновода. Однако из-за плохой механической защищенности щелевого волновода в известной системе при чрезвычайных ситуациях возможны неисправности как путевой инфраструктуры, так и щелевого волновода и связанных с ним устройств цифрового канала связи. В этой ситуации будет затруднен разбор затора, особенно в тоннелях, из нескольких поездов. Такое затруднение разбора затора обусловлено отсутствием возможности передачи сигналов управления из центра диспетчерского управления в кабины управления некоторых локомотивов. На эти локомотивы передача команд по используемым в системе каналам непрерывной АЛС невозможна из-за того, что сигналы непрерывной АЛС шунтируются колесными парами вагонов, находящихся между путевыми генераторами сигналов АЛС и индуктивными катушками локомотивных приемников этих локомотивов.The known system has a high level of reliability when used on the main railway transport due to the presence of a backup digital radio communication channel laid along the railway track, made on the basis of a slot waveguide. However, due to poor mechanical security of the slotted waveguide in the known system in emergency situations, malfunctions of both the track infrastructure and the slotted waveguide and associated digital communication channel devices are possible. In this situation, it will be difficult to parse the congestion, especially in tunnels, from several trains. This difficulty in analyzing the congestion is due to the inability to transmit control signals from the control center to the control cabins of some locomotives. The transmission of commands to the continuous ALS channels used in the system is impossible to these locomotives due to the fact that the signals of the continuous ALS are shunted by the wheel pairs of cars located between the track generators of the ALS signals and the inductive coils of the locomotive receivers of these locomotives.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности движения поездов по железной дороге, проходящей через тоннели.The technical result of the invention is to increase the safety of trains on the railway passing through the tunnels.

Технический результат достигается тем, что в системе управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели, содержащей на каждом из перегонов, ограниченных станциями, путевые устройства автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соединенные с соответствующими постовыми устройствами электрической централизации, причем постовые устройства электрической централизации и диспетчерский центр управления соединены между собой проводной линией связи и радиоканалом цифровой связи, выполненным на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути, бортовое устройство управления локомотивом каждого поезда соединено с графическим дисплеем, согласно изобретению в каждом тоннеле на противоположных его входах установлены резервные путевые генераторы кодовых токовых сигналов, порты управления которых через линию проводной связи соединены с диспетчерским центром управления, при этом выходные выводы первого резервного путевого генератора подключены соответственно к первой рельсовой нитке участка бесстыкового рельсового пути, расположенного в тоннеле, и первому проводу линии проводной связи, которые соединены между собой в месте установки второго резервного путевого генератора, выходные выводы второго резервного путевого генератора подключены соответственно ко второй рельсовой нитке и второму проводу линии проводной связи, которые соединены между собой в месте установки первого резервного путевого генератора, а бортовое устройство управления локомотивом каждого поезда соединено с дополнительно введенным блоком индуктивного приема сигналов от резервных путевых генераторов кодовых токовых сигналов.The technical result is achieved by the fact that in the control system for the movement of trains on the railway passing through the tunnels, containing on each of the stages bounded by stations, track devices of automatic blocking and automatic locomotive signaling of a continuous type connected to the corresponding guard devices of electrical centralization, centralization and dispatch control center are interconnected by a wired communication line and a digital communication radio channel, Based on the slotted waveguide laid along the railway track, the on-board locomotive control device of each train is connected to a graphic display. According to the invention, backup track generators of code current signals are installed in each tunnel at its opposite inputs, the control ports of which are connected to the control center via a wired communication line control, while the output terminals of the first backup track generator are connected respectively to the first rail thread section of a rail track located in the tunnel and the first wire of the wireline, which are interconnected at the installation site of the second backup track generator, the output terminals of the second reserve track generator are connected respectively to the second rail thread and the second wire of the wireline, which are interconnected at the installation site of the first backup track generator, and the on-board locomotive control device of each train is connected to an additionally introduced inductive reception of signals from standby path generators of code current signals.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемой системы управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели.The drawing shows a structural diagram of the proposed control system for the movement of trains by rail passing through the tunnels.

Система управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели, содержит на каждом из перегонов, ограниченных станциями 1, путевые устройства 2 автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, соединенные с соответствующими постовыми устройствами 3 электрической централизации, причем постовые устройства 3 электрической централизации и диспетчерский центр 4 управления соединены между собой линией 5 проводной связи и радиоканалом 6 цифровой связи, выполненным на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути, бортовое устройство 7 управления локомотивом 8 каждого поезда соединено с графическим дисплеем 9, в каждом тоннеле 10 на противоположных его входах установлены резервные путевые генераторы 11 кодовых токовых сигналов, порты управления которых через линию 5 проводной связи соединены с диспетчерским центром 4 управления, при этом выходные выводы первого резервного путевого генератора 11 подключены соответственно к первой рельсовой нитке участка 12 бесстыкового рельсового пути, расположенного в тоннеле 10, и первому проводу линии 5 проводной связи, которые соединены между собой в месте установки второго резервного путевого генератора 11, выходные выводы второго резервного путевого генератора 11 подключены соответственно ко второй рельсовой нитке и второму проводу линии 5 проводной связи, которые соединены между собой в месте установки первого резервного путевого генератора 11, а бортовое устройство 7 управления локомотивом 8 каждого поезда соединено с дополнительно введенным блоком 12 индуктивного приема сигналов от резервных путевых генераторов 11 кодовых токовых сигналов.The control system for the movement of trains on the railway passing through the tunnels contains, on each of the sections bounded by stations 1, track devices 2 for automatic blocking and automatic locomotive signaling of a continuous type, connected to the corresponding guard devices 3 for electrical centralization, and guard devices 3 for electrical centralization and dispatch the control center 4 is interconnected by a wireline 5 and a digital communication channel 6 made on the basis of a slotted waveguide, located along the railway track, the on-board device 7 for controlling the locomotive 8 of each train is connected to a graphic display 9, in each tunnel 10, backup path generators 11 of the code current signals are installed at its opposite inputs, the control ports of which are connected to the control center 4 via the wire communication line 5 , while the output terminals of the first backup track generator 11 are connected respectively to the first rail thread section 12 of the jointless rail track located in ton 10, and the first wire of the wire communication line 5, which are interconnected at the installation location of the second backup track generator 11, the output terminals of the second backup track generator 11 are connected respectively to the second rail thread and the second wire of the wire communication line 5, which are interconnected in the installation location of the first backup track generator 11, and the on-board device 7 for controlling the locomotive 8 of each train is connected to an additional input unit 12 of inductive reception of signals from the backup track g 11 code generators of current signals.

Система управления движением поездов по железной дороге, проходящей через тоннели, функционирует следующим образом.The control system for the movement of trains on the railway passing through the tunnels operates as follows.

При автоблокировке (АБ) с проходными светофорами светофоры (на чертеже не показаны) являются основным средством регулирования. Для повышения безопасности движения системы АБ дополняются устройствами автоматической сигнализации непрерывного типа (АЛСН). На пути устанавливаются путевые устройства кодирования АЛСН, а бортовые устройства 7 управления локомотивов 8 снабжены блоками (на чертеже не показаны), осуществляющими прием и обработку сигналов АЛСН, а также устройство отображения в кабине машиниста на графическом дисплее 9 информации о состоянии свободности или занятости блок-участков, ближайших по ходу движения поезда и отображения дополнительной информации, принимаемой бортовыми устройствами 7 управления по радиоканалу 6 цифровой связи из диспетчерского центра 4 управления. Эта дополнительная информация используется, в частности, во время совершения поездами маневров в тоннелях 10. При наличии на локомотивах 8 и на пути неисправных устройств АЛСН, по радиоканалу 6 цифровой связи из диспетчерского центра 4 управления поступает дублирующая информация о поездной обстановке и разрешенных скоростях движения. В тоннелях 10 радиоканал 6 цифровой связи выполнен на основе щелевого волновода, проложенного вдоль железнодорожного пути. Он и связанная с ним аппаратура плохо защищены от техногенных повреждений и от вандализма ввиду близости к железнодорожному полотну и наличия открытых участков самого щелевого волновода.When auto-lock (AB) with continuous traffic lights, traffic lights (not shown) are the main means of regulation. To increase the safety of movement, AB systems are supplemented by continuous type automatic signaling devices (ALSN). On the way, ALSN encoding track devices are installed, and on-board control devices of locomotives 8 are equipped with blocks (not shown in the drawing) for receiving and processing ALSN signals, as well as a device for displaying information on the free or busy state of the unit in the driver's cab on the graphic display 9 sections closest to the direction of the train and displaying additional information received by the airborne control devices 7 over the digital channel 6 from the control center 4 control. This additional information is used, in particular, during train maneuvers in tunnels 10. If there are faulty ALSN devices on locomotives 8 and on the way, duplicate information about the train situation and permitted speeds is received via the digital communication channel 6 from the control center 4. In tunnels 10, the digital communication radio channel 6 is based on a slotted waveguide laid along the railway track. It and its associated equipment are poorly protected from technological damage and from vandalism due to proximity to the railway track and the presence of open sections of the slotted waveguide itself.

В связи с этим слишком вероятны ситуации, когда происходят одновременно повреждения путевой инфраструктуры в тоннеле 10 и повреждения щелевого волновода и связанной с ним аппаратуры радиоканала 6 цифровой связи (например, при затоплении или обвале грунта в тоннеле, или при волочении каким-либо поездом посторонних предметов), а также одновременное с этим образование в тоннеле 10 затора из нескольких поездов. В предлагаемой системе при разборе затора используют новую возможность передачи сигналов управления из диспетчерского центра 4 управления в бортовые устройства 7 управления всех локомотивов 8 по вспомогательному каналу индуктивной связи, который не подвержен шунтированию колесными парами поездов. Вспомогательный канал индуктивной связи, который обеспечивает передачу этих сигналов от резервного путевого генератора, образован соединенными между собой одной из рельсовых нитей участка 12 бесстыкового рельсового пути и одним из проводов линии 5 проводной связи.In this regard, situations are too likely when damage to the track infrastructure in the tunnel 10 and damage to the slot waveguide and related equipment of the digital communication channel 6 (for example, when flooding or collapse of the ground in the tunnel, or when any train drags objects ), as well as the simultaneous formation in the tunnel 10 of congestion from several trains. In the proposed system, when analyzing the congestion, a new possibility is used to transmit control signals from the control center 4 to the airborne control devices 7 of all locomotives 8 via an auxiliary channel of inductive coupling, which is not subject to shunting by train wheelsets. The auxiliary channel of inductive coupling, which provides the transmission of these signals from the backup track generator, is formed by interconnected by one of the rail threads of section 12 of the continuous rail track and one of the wires of the wire communication line 5.

Линия 5 проводной связи, проложенная в тоннелях 10, гораздо лучше защищена от повреждений по сравнению со щелевым волноводом, поэтому отказ вспомогательного канала индуктивной связи гораздо менее вероятен, чем отказ радиоканала 6 цифровой связи. Следовательно, опасность потери управления поездами из диспетчерского центра 4 управления при разборе заторов в тоннеле существенно уменьшается.The wired communication line 5, laid in tunnels 10, is much better protected from damage than a slot waveguide, so a failure of the auxiliary inductive communication channel is much less likely than a failure of the digital communication channel 6. Therefore, the risk of losing control of trains from the control center 4 control when parsing congestion in the tunnel is significantly reduced.

На чертеже показан рельсовый путь в тоннеле 10, не имеющий изолирующих стыков. Поэтому для каждого направления движения по одному рельсовому пути достаточно использовать один резервный путевой генератор кодовых токовых сигналов. Если рельсовый путь состоит из нескольких изолированных секций, то для каждой изолированной секции аппаратура вспомогательного индуктивного канала связи будет такой же, как показана на чертеже.The drawing shows a rail track in the tunnel 10, which does not have insulating joints. Therefore, for each direction of movement along one rail track, it is sufficient to use one backup path generator of code current signals. If the rail track consists of several isolated sections, then for each isolated section the equipment of the auxiliary inductive communication channel will be the same as shown in the drawing.

Команды, формируемые резервными путевыми генераторами 11 кодовых токовых сигналов, передаются из диспетчерского центра 4 управления, из которого они поступают в виде кодовых посылок по линии 5 проводной связи в порты управления резервных путевых генераторов кодовых токовых сигналов. Пакеты содержат уникальные адреса для связи диспетчерского центра 4 управления с каждым из резервных путевых генераторов 11. Резервные путевые генераторы на основе принятой информации формируют посылки частотных кодовых сигналов с несущей частотой, используемой подсистемой автоматического управления прицельным служебным торможением САУТ или аналогичной, входящей в состав всех современных бортовых устройств 7 управления.The commands generated by the backup track generators 11 of the code current signals are transmitted from the control center 4 control, from which they come in the form of code parcels on line 5 wire communication to the control ports of the backup track generators of the code current signals. Packets contain unique addresses for communication of the control center 4 of the control with each of the backup track generators 11. The backup track generators on the basis of the received information form the sending of frequency code signals with a carrier frequency used by the automatic control system for targeted service braking of the SAUT or similar, which is part of all modern airborne control devices 7.

Посылки этих кодовых токовых сигналов включают в себя уникальный адрес для связи с бортовыми устройствами 7 управления. Этот адрес присваивается локомотиву 8 из диспетчерского центра 4 управления и передается в его бортовое устройство 7 управления по радиоканалу 6 цифровой связи на станциях перед выездом поезда на перегон с очередным тоннелем 10. Кроме адреса локомотива посылка кодового токового сигнала содержит информацию, актуальную для управления движением поезда. Это может быть информация для задания направления и допустимой скорости движения, приказ на экстренное или служебное торможение, запрет на трогание локомотива, сигнальная и другая информация, необходимая в частности, для управления из диспетчерского центра 4 разбором заторов в тоннеле 10.The sending of these code current signals includes a unique address for communication with the airborne control devices 7. This address is assigned to the locomotive 8 from the control center 4 and transmitted to its on-board control unit 7 via a digital communication channel 6 at the stations before the train leaves for the stage with the next tunnel 10. In addition to the locomotive address, sending a code current signal contains information relevant for controlling the movement of the train . This can be information to specify the direction and permissible speed, an order for emergency or official braking, a ban on starting the locomotive, signaling and other information necessary, in particular, for controlling the congestion in the tunnel 10 from the dispatch center 4.

На локомотивах 8 эти кодовые посылки воспринимаются через индуктивные катушки подсистемы автоматического управления прицельным служебным торможением САУТ или аналогичной, декодируются блоком 12 индуктивного приема сигналов от резервных путевых генераторов кодовых токовых сигналов и передаются от него в бортовое устройства 7 управления локомотивом 8. Поскольку кодовые токовые сигналы от каждого резервного путевого генератора 11 проходят по одной рельсовой нити каждого рельсового пути (на чертеже показана однопутная железная дорога) они независимо воспринимаются приемными катушками локомотивов 8 всех поездов, находящихся на участках 12 бесстыкового рельсового пути, внутри тоннелей 10. Допустимая длина такого участка 12 определяется выходной мощностью резервных путевых генераторов и обычно превышает длину тоннеля 10.On locomotives 8, these code messages are received through inductive coils of the automatic control system for targeted service braking of SAUT or the like, are decoded by the inductive signal receiving unit 12 from the backup track generators of the code current signals and transmitted from it to the on-board device 7 for controlling the locomotive 8. Since the code current signals from each backup track generator 11 pass one rail thread of each rail track (the drawing shows a single-track railway) and independently perceived by the receiving coils of locomotives 8 of all trains located on sections 12 of the continuous rail track inside tunnels 10. The permissible length of such a section 12 is determined by the output power of the backup track generators and usually exceeds the length of the tunnel 10.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает повышение безопасности движения поездов за счет сохранения возможности передачи из диспетчерского центра ответственных команд по дополнительному каналу индуктивной связи при заторах в тоннеле и одновременном повреждении радиоканала цифровой связи.Thus, the proposed system provides increased train safety by maintaining the ability to transmit critical commands from the control center via an additional inductive communication channel with congestion in the tunnel and simultaneous damage to the digital communication radio channel.

На малодеятельных линиях, где не требуется передавать большие объемы информации между поездами и центром диспетчерского управления, экономически целесообразно применять в тоннелях только дополнительный канал индуктивной связи вместо радиоканала цифровой связи.On inactive lines, where it is not required to transfer large amounts of information between trains and the control center, it is economically feasible to use in tunnels only an additional inductive communication channel instead of a digital communication radio channel.

Claims

A control system for the movement of trains on a railway passing through tunnels, containing on each of the stages limited by stations, track-type automatic blocking and automatic locomotive signaling devices of a continuous type connected to the corresponding guard units of electric centralization, the guard stations of electrical centralization and a control center are connected between a wired communication line and a digital communication radio channel based on a slotted waveguide along the railway track, the on-board locomotive control device of each train is connected to a graphic display, characterized in that in each tunnel at its opposite inputs are installed backup track generators of code current signals, the control ports of which are connected via a wired communication line to the control center, while the output terminals of the first backup track generator are connected respectively to the first rail thread of the portion of the jointless rail track located in t on the lead, and the first wire of the wire communication line, which are interconnected at the installation site of the second backup track generator, the output terminals of the second backup track generator are connected respectively to the second rail thread and the second wire of the wire communication line, which are interconnected at the place of installation of the first backup track generator, and the on-board locomotive control device of each train is connected to an additionally introduced block of inductive signal reception from standby track generators code current signals.