RU2598112C1 - Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section - Google Patents
Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section Download PDFInfo
- Publication number
- RU2598112C1 RU2598112C1 RU2015130729/11A RU2015130729A RU2598112C1 RU 2598112 C1 RU2598112 C1 RU 2598112C1 RU 2015130729/11 A RU2015130729/11 A RU 2015130729/11A RU 2015130729 A RU2015130729 A RU 2015130729A RU 2598112 C1 RU2598112 C1 RU 2598112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- output
- rolling stock
- input
- inputs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортным системам, в частности к системам железнодорожной автоматики и телемеханики с полностью автоматическим управлением и, более, конкретно к устройствам определения текущего местоположения подвижного состава.The invention relates to transport systems, in particular to systems of railway automation and telemechanics with fully automatic control and, more particularly, to devices for determining the current location of rolling stock.
Известен «Способ диагностирования рельсового пути и подвижного состава», патент РФ №2487809, основанный на радиолокационном принципе с использованием поверхностных электромагнитных волн, в котором реализовано устройство, содержащее:The well-known "Method for diagnosing rail track and rolling stock", RF patent No. 2487809, based on the radar principle using surface electromagnetic waves, which implements a device containing:
- регулируемый генератор электрических импульсов специальной формы;- Adjustable electric pulse generator of a special form;
- коммутатор, обеспечивающий поочередную трансляцию импульсов на каждую приемо-передающую антенну;- a switch that provides alternate transmission of pulses to each transceiver antenna;
- синхронизатор для открытия входа усилителя приемника на определенный временной интервал, соответствующий времени прихода отраженного сигнала;- a synchronizer for opening the input of the amplifier of the receiver for a certain time interval corresponding to the time of arrival of the reflected signal;
- блок памяти для введения и хранения параметров отраженных импульсов, соответствующих нормальному состоянию пути и нормальному состоянию вагонов.- a memory unit for introducing and storing parameters of the reflected pulses corresponding to the normal state of the track and the normal state of the cars.
В устройство также входят блок питания, обеспечивающий работу от стандартных бортовых источников питания, и бортовой компьютер, выполняющий обработку полученной информации.The device also includes a power supply unit that provides operation from standard on-board power sources, and an on-board computer that processes the received information.
Недостатком данного способа и устройства является использование импульсного метода радиолокации, для которого требуется несущая частота около 300 МГц. Для сигналов таких частот рельсовый путь представляет собой волновод с многочисленными неоднородностями, образованными креплениями рельса на шпалы, самими шпалами и стыками, рассеивающими сигнал поверхностной волны. Кроме того, параметры рельса, как волновода, сильно зависят от подстилающей поверхности, что ограничивает применения данного способа для определения местоположения подвижного состава и снижает его эффективность. Использование сигналов более низких частот не позволяет достичь заявленных результатов.The disadvantage of this method and device is the use of a pulsed radar method, which requires a carrier frequency of about 300 MHz. For signals of such frequencies, the rail track is a waveguide with numerous inhomogeneities formed by fastening the rail to the sleepers, the sleepers themselves and the joints that scatter the surface wave signal. In addition, the parameters of the rail, as a waveguide, strongly depend on the underlying surface, which limits the application of this method to determine the location of the rolling stock and reduces its effectiveness. The use of signals of lower frequencies does not allow to achieve the declared results.
Известна «Система передачи информации на пешеходные переходы и переезды о приближении подвижного состава», патент на полезную модель №137533 от 28.06.2013, содержащая:The well-known "System for transmitting information to pedestrian crossings and level crossings about the approximation of rolling stock", utility model patent No. 137533 of 06/28/2013, containing:
- генератор сигналов, вход которого соединен с одним из выходов модуля управления и связи, а одним из выходов генератора сигналов - с входом антенного коммутатора, вход/выход которого соединен с входом/выходом антенной системы;- a signal generator, the input of which is connected to one of the outputs of the control and communication module, and one of the outputs of the signal generator is connected to the input of the antenna switch, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna system;
- модуль питания, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи;- a power module, the output of which is connected to one of the inputs of the control and communication module;
- приемный и передающий модули, вход и выход передающего модуля соединены соответственно с одним из выходов генератора сигналов и одним из входов антенного коммутатора, выход которого соединен с одним из входов приемного модуля, вход и выход которого соединены соответственно со одним из выходов генератора и входом модуля аналоговой обработки сигнала, выход которого соединен со одним из входов модуля управления и связи;- the receiving and transmitting modules, the input and output of the transmitting module are connected respectively to one of the outputs of the signal generator and one of the inputs of the antenna switch, the output of which is connected to one of the inputs of the receiving module, the input and output of which are connected respectively to one of the outputs of the generator and the input of the module analog signal processing, the output of which is connected to one of the inputs of the control and communication module;
- модуль аналоговой обработки, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи.- an analog processing module, the output of which is connected to the second input of the control and communication module.
Генератор сигналов выполнен с возможностью обеспечения прямого цифрового синтеза частоты и фазовой манипуляции, а антенная система установлена с возможностью взаимодействия с проводами контактной сети.The signal generator is configured to provide direct digital frequency synthesis and phase manipulation, and the antenna system is installed with the ability to interact with the wires of the contact network.
Система реализует радиолокационный способ определения расстояния до подвижного состава, в котором сигнал распространяется в волноводе, образованном рельсом и проводом контактной сети, и отражается от подвижного состава.The system implements a radar method for determining the distance to the rolling stock, in which the signal propagates in the waveguide formed by the rail and the wire of the contact network, and is reflected from the rolling stock.
Недостатком данного способа является снижение точности и достоверности определения местоположения подвижного состава при установке системы вблизи станции с большим числом разветвлений пути и контактной сети, что приводит к многочисленным отражениям сигнала.The disadvantage of this method is the decrease in the accuracy and reliability of determining the location of the rolling stock when installing the system near the station with a large number of branching paths and contact network, which leads to numerous signal reflections.
Еще один недостаток данного способа - недостаточная для использования на железнодорожном переезде надежность регистрации подвижного состава ввиду использования только одного физического принципа определения расстояния до подвижного состава - регистрация и анализ характеристик отраженного сигнала.Another disadvantage of this method is the lack of reliability for registering rolling stock for use at a railway crossing due to the use of only one physical principle for determining the distance to rolling stock - registration and analysis of the characteristics of the reflected signal.
Дополнительно размещение указанного устройства на инфраструктуре железных дорог требует проведения цикла строительно-монтажных и пуско-наладочных работ.Additionally, the placement of the specified device on the infrastructure of the railways requires a cycle of construction, installation and commissioning.
Устройство, реализующее вышеуказанный способ определения расстояния до подвижного состава, является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, поэтому и выбрано в качестве прототипа.A device that implements the above method for determining the distance to the rolling stock is the closest in technical essence to the claimed device, and therefore is selected as a prototype.
Решаемой технической задачей является создание устройства оповещения мобильных бригад о вступлении подвижного состава на участок ограждения, отдельные элементы которого размещаются на перемещаемом в процессе работ транспортном средстве, а другие - оперативно размещаются на инфраструктуре, на границах участка ограждения.The technical task to be solved is the creation of a notification device for mobile teams about the entry of rolling stock to the fence section, individual elements of which are located on the vehicle being moved during the work, while others are quickly located on the infrastructure, at the borders of the fence section.
Устройство позволяет использовать его как на перегонах, так и на станциях, обеспечивая повышение надежности обнаружения подвижного состава.The device allows its use both on stages and at stations, providing increased reliability of detection of rolling stock.
Достигаемым техническим результатом является повышение уровня безопасности персонала, работающего на путях.Achievable technical result is to increase the level of safety of personnel working on the tracks.
Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.
Приемное устройство, антенна которого размещена в плоскости, образованной рельсом и контактным проводом (или проводом ДПР, или волноводом поездной радиосвязи), устанавливается на перемещающееся по путям транспортное средство мобильной бригады.The receiving device, the antenna of which is placed in the plane formed by the rail and the contact wire (or the wire of the DPR, or the waveguide of the train radio communication), is mounted on a mobile team moving along the tracks.
Приемное устройство выполнено с возможностью одновременного приема «прямого» сигнала передающего устройства, сигнала, отраженного от подвижного состава, а также информационного цифрового сигнала. Приемное устройство обеспечивает возможность приема цифровых сигналов с амплитудной, или частотной, или фазовой манипуляцией, которые используются для передачи контрольной, диагностической или иной информации.The receiving device is configured to simultaneously receive a “direct” signal of the transmitting device, a signal reflected from the rolling stock, as well as an information digital signal. The receiving device provides the ability to receive digital signals with amplitude, or frequency, or phase shift keying, which are used to transmit control, diagnostic or other information.
Передающее устройство совместно с антенной монтируется с использованием хомутов и струбцин около границы участка ограждения, размещается на путевой инфраструктуре на заданном расстоянии от контактного провода (или провода ДПР, или волновода поездной радиосвязи).The transmitting device, together with the antenna, is mounted using clamps and clamps near the boundary of the fence section, and is placed on the track infrastructure at a predetermined distance from the contact wire (or the wire of the DPR, or the train radio waveguide).
Передающее устройство выполнено с возможностью формирования указанных цифровых сигналов.The transmitting device is configured to generate these digital signals.
В качестве источника информации используются путевые датчики (датчики счета осей или активные магнитные рамки), входящие в состав устройства, устанавливаемые на путях, на границах участка ограждения.As a source of information, traveling sensors (axle counting sensors or active magnetic frames) are used, which are part of the device installed on tracks at the borders of the fence section.
Передача информации от путевых датчиков к передающему устройству выполняется с использованием беспроводного канала стандарта Zigbee.Information is transmitted from the track sensors to the transmitting device using a Zigbee standard wireless channel.
Все элементы приемного и передающего устройств, путевые датчики размещаются по месту, устанавливаются перед началом и демонтируются после окончания работ на путях.All elements of the receiving and transmitting devices, track sensors are placed in place, installed before the start and dismantled after the completion of work on the tracks.
Электромагнитная волна в волноводе, образованном рельсом и контактным проводом (или проводом ДПР, или волноводом поездной радиосвязи), формируется передающим устройством, антенна которого связана с волноводом. Сформированная электромагнитная волна распространяется в двух направлениях.An electromagnetic wave in a waveguide formed by a rail and a contact wire (or an LPR wire, or a train radio communication waveguide) is formed by a transmitting device whose antenna is connected to the waveguide. The generated electromagnetic wave propagates in two directions.
Сигнал, излученный передающим устройством, отражаясь от подвижного состава, движущегося в направлении передающего и приемного устройств, поступает на вход приемного устройства. «Прямой» сигнал (сигнал, передаваемый от одного устройства в другое без отражения) передающего устройства также поступает на вход приемного устройства.The signal emitted by the transmitting device, reflected from the rolling stock moving in the direction of the transmitting and receiving devices, is input to the receiving device. A “direct” signal (a signal transmitted from one device to another without reflection) of the transmitting device is also fed to the input of the receiving device.
По разности частот или фаз прямого и отраженного сигнала определяется расстояние до подвижного состава.The difference between the frequencies or phases of the direct and reflected signal determines the distance to the rolling stock.
При подходе подвижного состава на расстояние менее длины волны из-за сильного отражения происходит увеличение мощности сигнала, распространяющегося в направлении приемного устройства.When the rolling stock approaches a distance shorter than the wavelength, due to strong reflection, an increase in the power of the signal propagating in the direction of the receiving device occurs.
При проследовании подвижным сигналом антенны передающего устройства происходит уменьшение мощности сигнала, распространяющегося в направлении приемного устройства.When the mobile signal is followed by the antenna of the transmitting device, the power of the signal propagating in the direction of the receiving device decreases.
Эти изменения мощности сигнала фиксируются приемным устройством и используются как сигнал подтверждения выхода подвижного состава на контролируемый участок ограждения.These changes in signal power are recorded by the receiving device and are used as a signal to confirm the output of the rolling stock to the controlled section of the fence.
При движении подвижного состава на участке между передающим и приемным устройством происходит периодическое изменение мощности сигнала, связанное с изменением расстояния между подвижным составом и антеннами передающего и приемного устройств в соотношении с длиной волны. По этим изменениям мощности сигнала определяется местоположение подвижного состава на контролируемом участке и его скорость. При прохождении подвижным составом антенны приемного устройства формируется сигнал подтверждения выхода подвижного состава с контролируемого участка. Дальнейшее сопровождение подвижного состава выполняется с использованием отраженного сигнала.When the rolling stock moves in the area between the transmitting and receiving devices, a periodic change in signal power occurs, associated with a change in the distance between the rolling stock and the antennas of the transmitting and receiving devices in relation to the wavelength. From these changes in signal power, the location of the rolling stock in the controlled area and its speed are determined. When the rolling stock passes the antenna of the receiving device, a confirmation signal of the output of the rolling stock from the controlled area is formed. Further support of the rolling stock is carried out using the reflected signal.
Достоверность определения местоположения подвижного состава повышается за счет использования прямого и отраженного сигналов.The reliability of determining the location of rolling stock is enhanced through the use of direct and reflected signals.
Повышение надежности достигается за счет использования прямого и отраженного сигналов в совокупности с сигналами входа и выхода на контролируемый участок и передачей контрольной информации.Improving reliability is achieved through the use of direct and reflected signals in conjunction with the input and output signals to the controlled area and the transmission of control information.
Работа системы вблизи станций обеспечивается расположением передающего устройства непосредственно перед станцией, при этом приемное устройство может устанавливаться за станцией или перед станцией на перегоне в зависимости от расположения контролируемого участка пути.The operation of the system near the stations is ensured by the location of the transmitting device directly in front of the station, while the receiving device can be installed behind the station or in front of the station on the stage, depending on the location of the monitored section of the track.
На чертеже представлена функциональная схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.
Оно содержит передающее устройство, которое включает блок формирования сигналов 1, выход которого соединен с одним из входов задающего генератора 3, один из входов которого соединен с первым выходом источника питания 2, другой выход источника питания 2 соединен с одним из входов усилителя мощности 4, один из входов которого соединен с одним из выходов задающего генератора 3. Один из выходов усилителя мощности 4 соединен с антенной 5, а другой - с шлейфом 14, имеющим электромагнитную связь с рельсом 7. Один из выходов источника питания 2 соединен с одним из входов блока формирования сигналов 1.It contains a transmitting device, which includes a
В состав также входит приемное устройство, которое содержит радиочастотный модуль, один из входов которого соединен с антенной 8, а другой - соединен с шлейфом 15, имеющим электромагнитную связь с рельсом 7. Выход радиочастотного модуля 11 соединен с одним из входов модуля аналоговой обработки сигнала 13, выход которого соединен с одним из входов модуля цифровой обработки сигнала 9. Один из выходов модуля цифровой обработки сигнала 9 соединен с одним из входов гетеродина 10, выход которого соединен с одним из входов радиочастотного модуля.The composition also includes a receiving device that contains a radio frequency module, one of the inputs of which is connected to the
Выходы источника питания 12 соединены с одним из входов радиочастотного модуля, одним из входов гетеродина 10, одним из входов модуля цифровой обработки сигнала 9, одним из входов модуля аналоговой обработки сигнала 13.The outputs of the
Антенны 5, 8 связаны с проводом 6.
Используемый в качестве источника информации путевой датчик 16 связан с блоком формирования сигналов 1 посредством канала беспроводной связи, реализуемым адаптерами беспроводной связи 17 (передатчик) и 18 (приемник).The
Элементы схемы 8-13 и 15 установлены на перемещаемом транспортном средстве/приспособлении 19.Elements of the circuit 8-13 and 15 are mounted on a movable vehicle /
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Задающий генератор 3, управляемый с блока формирования зондирующего сигнала, формирует зондирующий сигнал и информационный сигнал, который усиливается усилителем мощности 4 и поступает в волновод, образованный проводом 6 и рельсом 7 через антенну 5. Прямой сигнал передающего устройства, сигнал, отраженный от подвижного состава, и информационный сигнал поступают на вход радиочастотного модуля 11 через антенну 5. На второй вход радиочастотного модуля подается сигнал с гетеродина 10, управляемого модулем цифровой обработки сигнала 9. Сигнал с выхода радиочастотного модуля 11 поступает на вход модуля аналоговой обработки сигнала 13, который приводит его к виду, необходимому для работы аналого-цифрового преобразователя модуля цифровой обработки сигнала 9. Модуль цифровой обработки сигнала 9 обеспечивает окончательную обработку принятого сигнала, расчет местоположения подвижного состава, формирование и выдачу управляющих сигналов на внешние устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. Источник питания 2 обеспечивает необходимые напряжения питания для всех модулей передающего устройства. Источник питания 12 обеспечивает необходимые напряжения питания для всех модулей приемного устройства.The
При вступлении подвижного состава на границу участка ограждения сигнал от путевого датчика 16 через адаптеры беспроводной связи 17 и 18 передается на блок формирования сигналов 1.When the rolling stock enters the boundary of the fence section, the signal from the
Полученная информация передается вышеописанным способом в модуль обработки сигнала 9, в котором в зависимости от ранее полученной информации распознается факт вступления или покидания составом участка ограждения и при вступлении состава на участок формируется оповещение.The received information is transmitted in the above-described way to the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130729/11A RU2598112C1 (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130729/11A RU2598112C1 (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2598112C1 true RU2598112C1 (en) | 2016-09-20 |
Family
ID=56938037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015130729/11A RU2598112C1 (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2598112C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1320108A1 (en) * | 1985-04-01 | 1987-06-30 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for automatic signalling on train approaching track work site |
SU1539111A1 (en) * | 1987-11-02 | 1990-01-30 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for automatic warning of train approach to worksite |
RU2248898C2 (en) * | 1999-02-22 | 2005-03-27 | Самодуров Виктор Иванович | Device to control railway train passing |
RU137533U1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM FOR PEDESTRIAN TRANSITIONS AND TRANSFERS ABOUT APPROXIMATION OF MOBILE COMPOSITION |
-
2015
- 2015-07-24 RU RU2015130729/11A patent/RU2598112C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1320108A1 (en) * | 1985-04-01 | 1987-06-30 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for automatic signalling on train approaching track work site |
SU1539111A1 (en) * | 1987-11-02 | 1990-01-30 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for automatic warning of train approach to worksite |
RU2248898C2 (en) * | 1999-02-22 | 2005-03-27 | Самодуров Виктор Иванович | Device to control railway train passing |
RU137533U1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM FOR PEDESTRIAN TRANSITIONS AND TRANSFERS ABOUT APPROXIMATION OF MOBILE COMPOSITION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6233508B2 (en) | Fault detection method and mobile radio system | |
US20190025839A1 (en) | Systems for mining vehicle collision avoidance | |
JP2003146212A (en) | Train control system and control method | |
EP3172107A1 (en) | System and method for locating the center of a beacon equipping guided vehicle routes | |
CN102906591A (en) | Driver assistance device for vehicle and method for operating radar device | |
RU2675041C1 (en) | Train location control system | |
CN103171595A (en) | Rail transit train rear-end prevention device based on pseudo-random code radio frequency distance measurement | |
US10101432B2 (en) | System and method for position and proximity detection | |
RU2181680C2 (en) | Device for locating vehicle moving along electromagnetic wave propagation facility | |
CN110834654A (en) | Train operation track judgment system and method | |
RU2598112C1 (en) | Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section | |
US3408646A (en) | System for localizing trains along a track | |
JP2014235140A (en) | Speed measurement device | |
RU137533U1 (en) | INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM FOR PEDESTRIAN TRANSITIONS AND TRANSFERS ABOUT APPROXIMATION OF MOBILE COMPOSITION | |
US3377587A (en) | Train operation control system and method of operating the same | |
RU2597753C1 (en) | Operatively mounted on infrastructure portable device for alerting workers on railway tracks on rolling stock entering limited electrified railroad section | |
RU2379209C1 (en) | Wheel pair passage recorder | |
CN103847765A (en) | Laser-communication-based anti-collision system for train and utilization method thereof | |
RU2424145C1 (en) | Method of preventing collision of locomotive and railway obstacle | |
RU2747818C1 (en) | Method for determining train location by railway track infrastructure in real time | |
RU2616228C2 (en) | Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track | |
Chellaswamy et al. | Design and analysis of an intelligent collision avoidance system for locomotives | |
RU2547909C1 (en) | Crossing signal control method | |
CN205769344U (en) | Train approaching prewarning device | |
US11614741B2 (en) | Vehicle control system and method |