RU2616228C2 - Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track - Google Patents
Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616228C2 RU2616228C2 RU2015130728A RU2015130728A RU2616228C2 RU 2616228 C2 RU2616228 C2 RU 2616228C2 RU 2015130728 A RU2015130728 A RU 2015130728A RU 2015130728 A RU2015130728 A RU 2015130728A RU 2616228 C2 RU2616228 C2 RU 2616228C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- rolling stock
- signal
- inputs
- input
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
- B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (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 specifically, 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 регулируемый генератор электрических импульсов специальной формы, коммутатор, обеспечивающий поочередную трансляцию импульсов на каждую приемо-передающую антенну, синхронизатор для открытия входа усилителя приемника на определенный временной интервал, соответствующий времени прихода отраженного сигнала, блок памяти для введения и хранения параметров отраженных импульсов, соответствующих нормальному состоянию пути и нормальному состоянию вагонов. В устройство входит блок питания, обеспечивающий работу от стандартных бортовых источников питания, бортовой компьютер, обеспечивающий обработку полученной информации.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 an adjustable electric pulse generator of a special shape, a switch that provides alternate transmission of pulses to each transceiver antenna, synchronizer for opening the input of the receiver amplifier for a certain time interval corresponding to the time of arrival of the reflected signal , A memory unit for storing and introducing the reflected pulse parameters corresponding to the normal state and the normal path of the cars. The device includes a power supply unit that provides operation from standard on-board power sources, an on-board computer that provides processing of the received information.
Недостатком данного способа и устройства является то, что используется импульсный метод радиолокации, для которого необходимо использовать несущую частоту 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 that it uses a pulsed radar method, for which it is necessary to use 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 генератор сигналов, вход которого соединен с одним из выходов модуля управления и связи, другой выход которого соединен с одним из входов антенного коммутатора, вход/выход которого соединен с входом/выходом антенной системы, модуль питания, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи. Дополнительно введены приемный и передающий модули и модуль аналоговой обработки, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи, 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, с одним из выходов генератора и входом модуля аналоговой обработки сигнала, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи, при этом 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 well-known "Information Transmission System for Pedestrian Crossings and Crossings on the Approach of Rolling Stock", utility model patent No. 137533 dated 06/28/2013, containing a signal generator, the input of which is connected to one of the outputs of the control and communication module, the other output of which is connected to one of the inputs of the antenna switch, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna system, a power module, the output of which is connected to one of the inputs of the control and communication module. Additionally, a receiving and transmitting module and an analog processing module are introduced, the output of which is connected to one of the inputs of the control and communication module, 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 from 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 analog signal processing module, the output of which is connected to one of the inputs of the control and communication module, the signal generator is configured to provide direct digital frequency synthesis and phase shift keying, 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 по причине наличия многочисленных отражений сигнала, вызванных разветвлениями контактной сети. 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.The disadvantage of this method is the decrease in the accuracy and reliability of determining the location of rolling stock when installing the system near a station with a large number of branching paths due to the presence of numerous signal reflections caused by branching of the contact network. 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.
Вышеуказанный способ определения расстояния до подвижного состава и устройство, реализующее его, является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и устройству, поэтому выбрано в качестве прототипа.The above method for determining the distance to the rolling stock and the device that implements it is the closest in technical essence to the claimed method and device, therefore, it is selected as a prototype.
Решаемой технической задачей является создание устройства определения местоположения подвижного состава на основе электромагнитного зондирования рельсового пути, работоспособного как на перегонах, так и на станциях, а также повышение надежности обнаружения подвижного состава.The technical task to be solved is the creation of a device for determining the location of rolling stock based on electromagnetic sounding of a rail, operable both on stages and at stations, as well as improving the reliability of detection of rolling stock.
Достигаемым техническим результатом является повышение надежности и достоверности определения местоположения подвижного состава.Achievable technical result is to increase the reliability and reliability of determining the location of rolling stock.
Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.
Электромагнитная волна формируется передающим устройством, антенна которого связана с волноводом, образованным рельсом и контактным проводом (или проводом ДПР или волноводом поездной радиосвязи). Сформированная электромагнитная волна распространяется в двух направлениях. На заданном расстоянии от передающего устройства устанавливается приемное устройство, антенна которого связана с волноводом, образованным рельсом и контактным проводом (или проводом ДПР, или волноводом поездной радиосвязи). Приемное устройство выполнено с возможностью приема прямого (без отражения) сигнала передающего устройства, сигнала, отраженного от подвижного состава, и информационного цифрового сигнала одновременно.An electromagnetic wave is generated by a transmitting device, the antenna of which is connected to a waveguide formed by a rail and a contact wire (or an LPR wire or a train radio waveguide). The generated electromagnetic wave propagates in two directions. At a predetermined distance from the transmitting device, a receiving device is installed, the antenna of which is connected to a waveguide formed by a rail and a contact wire (or an LPR wire, or a train radio waveguide). The receiving device is configured to receive a direct (without reflection) signal of the transmitting device, a signal reflected from the rolling stock, and an information digital signal at the same time.
Сигнал, излученный передающим устройством, отражаясь от подвижного состава, движущегося в направлении передающего и приемного устройств, поступает на вход приемного устройства. Прямой сигнал передающего устройства также поступает на вход приемного устройства. По разности частот или фаз прямого и отраженного сигнала определяется расстояние до подвижного состава.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. The direct signal of the transmitting device is also fed to the input of the receiving device. 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. При проследовании подвижным сигналом антенны передающего устройства происходит уменьшение мощности сигнала, распространяющегося в направлении приемного устройства. Эти изменения мощности сигнала фиксируются приемным устройством и используются как сигнал подтверждения выхода подвижного состава на контролируемый участок.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. 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. 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 area.
При движении подвижного состава на участке между передающим и приемным устройствами 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 определяются 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 due to a change in the distance between the rolling stock and the antennas of the transmitting and receiving devices in relation to the wavelength. These changes in signal power determine the location of the rolling stock in the controlled area and its speed. 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.
На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего описанный способ определения местоположения подвижного состава.The drawing shows a functional diagram of a device that implements the described method for determining the location of rolling stock.
Устройство для определения местоположения подвижного состава содержит передающее устройство, которое включает блок формирования сигналов 1, выход которого соединен с одним из входов задающего генератора 3.The device for determining the location of the rolling stock contains a transmitting device, which includes a
Выходы источника питания 2 соединены, соответственно, с одним из входов задающего генератора 3, с одним из входов усилителя мощности 4, с одним из входов блока формирования сигналов 1.The outputs of the
Выходы усилителя мощности 4 соединены с антенной 5 и с шлейфом 14, имеющим электромагнитную связь с рельсом 7.The outputs of the
Приемное устройство содержит радиочастотный модуль, входы которого соединены с антенной 8, с шлейфом 15, имеющим электромагнитную связь рельсом 7, выходом гетеродина 10, одним из выходов модуля цифровой обработки сигнала 9.The receiving device contains a radio frequency module, the inputs of which are connected to the
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.The output of the
Один из выходов модуля цифровой обработки сигнала 9 соединен с одним из входов гетеродина 10, выход которого соединен с одним из входов радиочастотного модуля.One of the outputs of the digital
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.
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.The
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 direct signal of the transmitting device, the signal reflected from the rolling stock and the information signal are fed to the input of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130728A RU2616228C2 (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130728A RU2616228C2 (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015130728A RU2015130728A (en) | 2017-01-27 |
RU2616228C2 true RU2616228C2 (en) | 2017-04-13 |
Family
ID=58451066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015130728A RU2616228C2 (en) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616228C2 (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 RU2015130728A patent/RU2616228C2/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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015130728A (en) | 2017-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060066485A1 (en) | Wireless tracking system based upon phase differences | |
CN102906591A (en) | Driver assistance device for vehicle and method for operating radar device | |
US9746366B2 (en) | Radar level gauging | |
CN106093929A (en) | A kind of radar installations measuring river flow velocity | |
JP2008122137A (en) | Radar device | |
RU2181680C2 (en) | Device for locating vehicle moving along electromagnetic wave propagation facility | |
CN113795770B (en) | Signal processing method, device and system | |
RU2559869C1 (en) | Method and system for radio-frequency identification and location of railway transport | |
CN110235020A (en) | Detection system for moving object | |
RU137533U1 (en) | INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM FOR PEDESTRIAN TRANSITIONS AND TRANSFERS ABOUT APPROXIMATION OF MOBILE COMPOSITION | |
RU2616228C2 (en) | Stationary device with fixed placement to determine finding of rolling stock for confined electrified section of railway track | |
JP2014235140A (en) | Speed measurement device | |
RU2598112C1 (en) | Moving device for alerting mobile crews on rolling stock entering guard section | |
RU2597753C1 (en) | Operatively mounted on infrastructure portable device for alerting workers on railway tracks on rolling stock entering limited electrified railroad section | |
JP2004503752A (en) | Equipment for monitoring areas | |
RU2747818C1 (en) | Method for determining train location by railway track infrastructure in real time | |
JP2007093313A (en) | Position coordinate detection method and system device | |
RU2535487C1 (en) | Method of measuring radial velocity of object (versions) | |
RU106394U1 (en) | SHORT-PULSE MONOPULSE RADAR WITH ELECTRONIC SCANNING IN ONE PLANE | |
RU2625207C1 (en) | Method and device of train integrity monitoring | |
RU2460089C1 (en) | Short-pulse monopulse radar with electronic scanning in one plane | |
RU2805901C1 (en) | Method and device for radar determination of movement parameters of cuts on hump | |
RU2812744C1 (en) | Radio-photon location system for determining the speed of cuts at the hump | |
RU2308750C1 (en) | Method for determining position of objects | |
Watanabe et al. | An obstacle sensing radar system for a railway crossing application: a 60 GHz millimeter wave spread spectrum radar |