RU2769100C2 - Способ составления цифровой ж/д карты и применение её для мониторинга движения локомотива - Google Patents
Способ составления цифровой ж/д карты и применение её для мониторинга движения локомотива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769100C2 RU2769100C2 RU2020121644A RU2020121644A RU2769100C2 RU 2769100 C2 RU2769100 C2 RU 2769100C2 RU 2020121644 A RU2020121644 A RU 2020121644A RU 2020121644 A RU2020121644 A RU 2020121644A RU 2769100 C2 RU2769100 C2 RU 2769100C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mark
- locomotive
- digital
- map
- railway
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в повышении безопасности движения поездов. Такой результат достигается за счет получения цифровой ж/д карты на основе тестовой РЛС по информационным ориентирам в полосе отчуждения, а во время прохождения состава определяются эти ориентиры при помощи РЛС и сравниваются с цифровой ж/д картой на предмет совпадения в реальном масштабе времени. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике, точнее к радиолокации (РЛС) и может быть использовано на ж/д транспорте для мониторинга рельсового пути и полосы отчуждения при движении состава. Общей проблемой повышения безопасности на ж/д транспорте является своевременное обнаружения внештатных ситуаций, таких как застрявших на переезде автотранспорт, отставший от поезда вагон, тем более встречный поезд, поваленное дерево, животные и люди на рельсовым пути и пр.
Другой проблемой является точное определение местоположения состава на ж/д, так на скоростях 100 км/час ошибка достигает в лучшем случае 20-50 м, что явно недостаточно, особенно для высокоскоростных поездов типа «Сапсан» и других, вновь разрабатываемых еще более скоростных. Это объясняется тем, что определение характеристик движения осуществляется в основном механическими средствами, например, датчики скорости на оси колес локомотива, а местоположение локомотива по счисления (интегрированию) скорости, при этом ошибка за время следования накапливается.
Радиотехническая, особенно радиолокационная, техника на ж/д РФ находится на недостаточной стадии развития и на локомотивах почти не применяется. РЛС довольно широко применяется в основном на сортировочных станциях, так называемых «горках», для подсчета вагонов при формировании составов для определения их скорости.
Также РЛС применяется на ж/д конечных остановочных пунктах для предотвращения столкновений во время тормозного пути, о приближении к тупиковой точке, причем РЛС находится на земле, а отражатель на локомотиве или около буфера на последнем вагоне, см. http://elval.com/products/a40104.
Недостаток: ограниченное применение, только на ж/д станциях - стационарно.
Известны датчики ELV А-1 для обнаружения препятствий, предотвращение ж/д столкновения и работающие на частоте 94 ГГц, они могут эффективно использоваться в дыме, пыли, тумане или дожде, которые являются общими условиями для железных дорог, работающих над землей и под землей. Длина волны 3 миллиметра позволяет лучу радара проникать в длинный узкий дымовой туннель, и он все еще работает точно с пылью, прилипающей к передней части антенны.
Чрезвычайно узкий луч обнаружения (менее одного градуса) не отражает непреднамеренные объекты, такие как земля, рельсы, перекрестные ворота или стенки туннелей, а для определения местоположения состава (локомотива) его применение по инфраструктуре ж/д пути вообще проблематично.
Недостатки: работа только по прямой видимости, около рельсового пути влево-вправо, вверх-вниз пространство не просматривается, вообще очень ограниченная зона просмотра, по существу точечная.
Технической задачей изобретения является повышение безопасности поездов, особенно высокоскоростных.
Технический результат достигается за счет получения цифровой ж/д карты на основе тестовой РЛС по информационным ориентирам в полосе отчуждения, а во время прохождения состава определяются эти ориентиры при помощи РЛС и сравниваются с цифровой ж/д картой на предмет совпадения в реальном масштабе времени.
Конечно, есть метод составления цифровой ж/д карты, основанный на принципах геодезии так называемая теодолитная съемка, т.е измеряется расстояния и углов. Но это очень трудоемкая ручная работа и требует очень много времени, а длина железных дорог в мире очень большая.
Для решения поставленной задачи предлагается:
Основанный на использовании ориентиров в полосе отчуждения вдоль ж/д пути в качестве информационных отражающих меток, характеризующийся тем, что проводят тестовую поездку в масштабе реального времени прохождения маршрута, при этом измеряется расстояние от переднего среза локомотива до каждой метки и их азимутальные углы и по полученным значениям наносят проекцию каждой метки на продольный профиль ж/д пути с расстояниями от начала движения до каждой метки и между соединениями метками, получая таким образов цифровую ж/д карту.
Способ разделения на две части.
1ая - это построение цифровой дорожной карты (ЦДК) по определенному ориентиру путей.
2ая - это контроль прохождения маршрута.
В обеих частях применяется РЛС для определения информационных меток, в первом случае для составления центр, карт, во всех других случаях (пути следования регулярных маршрутных поездов) для сравнивания с ЦДК и определения отклонений от нее.
На фиг. 1 показана графическая схема определения расстояния и азимута до каждой метки по пути следования локомотива, на которой изображено (применительно к одной метке):
D1 - дальность до метки В, измеренная по первому приемному каналу
D2 - дальность до метки В, измеренная по второму приемному каналу
D - дальность до метки В
0 - угол пеленга метки В от линии движения локомотива (условный угол азимута)
С - проекция метки В на линию движения локомотива.
По изменению вычисленной дальности и пеленгу также вычисляется скорость локомотива и его координаты, которые сравниваются с цифровой дорожной картой и результаты сравнения и текущие координаты передаются по шине USB потребителям.
На фиг. 2 показана схема построения линейной горизонтальной координаты меток (проекций меток на горизонтальную ось): по существу цифровая дорожная карта, на которой показано:
1-5 - ориентиры (отсчеты меток) на полосе отчуждения
6, 8 и 9 - отсчеты меток на цифровой карте слева от ж/д пути
7 и 10 - отсчеты меток на цифровой карте справа от ж/д пути
11 - застрявший на ж/д переезде автотранспорт или около него
12 - метка, которой нет на цифровой карте
L1-L10 - расстояния от начала движения
ΔL - расстояния между соседними метками
L1-L5 - расстояния D от РЛС до каждой метки
Заметим, что для составления цифровой ж/д карты в тестовом режиме и для мониторинга прирельсовой обстановки применяется один и тот же алгоритм измерения и один и тот тип РЛС.
Claims (14)
1. Способ составления цифровой ж/д карты для мониторинга движения локомотива, основанный на использовании ориентиров в полосе отчуждения вдоль ж/д пути в качестве информационных отражающих меток, характеризующийся тем, что проводят тестовую поездку в масштабе реального времени прохождения маршрута, при этом измеряется расстояние от переднего среза локомотива до каждой метки и их азимутальные углы и по полученным значениям наносят проекцию каждой метки на продольный профиль ж/д пути с расстояниями от начала движения до каждой метки и между соединениями метками, получая таким образом цифровую ж/д карту, при этом для обнаружения меток применяется РЛС на основе MIMO системы, расположенная в передней части локомотива и содержащая передающий зондирующий канал и два приемных отраженных канала со следующей последовательностью действий: отраженные сигналы по приемным каналам обрабатываются по алгоритму решения прямой геодезической задачи, причем дальности от метки до приемных антенн определяются выражениями
с - скорость света,
пеленг метки 
определяется выражением:
где d - расстояния между антеннами приемных каналов, зная пеленг 
и расстояния D1, D2, истинное расстояние до метки определяется выражениями:
или
проекция каждой метки на горизонтальную ось цифровой карты равна
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что получаемые данные во время штатной поездки непрерывно сравниваются с цифровой ж/д картой пути следования локомотива в реальной масштабе времени и по этому сравнению выявляют лишние ориентиры, отсутствующие на цифровой карте, как помехи.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121644A RU2769100C2 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Способ составления цифровой ж/д карты и применение её для мониторинга движения локомотива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121644A RU2769100C2 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Способ составления цифровой ж/д карты и применение её для мониторинга движения локомотива |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020121644A RU2020121644A (ru) | 2021-12-27 |
| RU2020121644A3 RU2020121644A3 (ru) | 2021-12-27 |
| RU2769100C2 true RU2769100C2 (ru) | 2022-03-28 |
Family
ID=79961309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121644A RU2769100C2 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Способ составления цифровой ж/д карты и применение её для мониторинга движения локомотива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769100C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216187U1 (ru) * | 2022-09-19 | 2023-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Радиолокационная станция пространственного кодирования MIMO |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060052913A1 (en) * | 2002-07-02 | 2006-03-09 | Kane Mark E | Train control system and method of controlling a train or trains |
| US20070217670A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-20 | Michael Bar-Am | On-train rail track monitoring system |
| RU2352487C1 (ru) * | 2007-11-23 | 2009-04-20 | Закрытое акционерное общество "ОТРАСЛЕВОЙ ЦЕНТР ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ" (ЗАО "ОЦВ") | Способ обеспечения безопасности движения поезда, маневрового состава или одиночного локомотива по станции и на подходах к ней |
| RU2008122856A (ru) * | 2008-06-09 | 2009-12-20 | Юрий Михайлович Финк (RU) | Система контроля безопасности движения товарного поезда |
| RU2475397C1 (ru) * | 2011-07-20 | 2013-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Комплексное устройство контроля безопасности движения поезда |
-
2020
- 2020-06-25 RU RU2020121644A patent/RU2769100C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060052913A1 (en) * | 2002-07-02 | 2006-03-09 | Kane Mark E | Train control system and method of controlling a train or trains |
| US20070217670A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-20 | Michael Bar-Am | On-train rail track monitoring system |
| RU2352487C1 (ru) * | 2007-11-23 | 2009-04-20 | Закрытое акционерное общество "ОТРАСЛЕВОЙ ЦЕНТР ВНЕДРЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ" (ЗАО "ОЦВ") | Способ обеспечения безопасности движения поезда, маневрового состава или одиночного локомотива по станции и на подходах к ней |
| RU2008122856A (ru) * | 2008-06-09 | 2009-12-20 | Юрий Михайлович Финк (RU) | Система контроля безопасности движения товарного поезда |
| RU2475397C1 (ru) * | 2011-07-20 | 2013-02-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Комплексное устройство контроля безопасности движения поезда |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216187U1 (ru) * | 2022-09-19 | 2023-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Радиолокационная станция пространственного кодирования MIMO |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2020121644A (ru) | 2021-12-27 |
| RU2020121644A3 (ru) | 2021-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10297153B2 (en) | Vehicle on-board controller centered train control system | |
| US7317987B2 (en) | Vehicle navigation, collision avoidance and control system | |
| US6360998B1 (en) | Method and apparatus for controlling trains by determining a direction taken by a train through a railroad switch | |
| Albrecht et al. | A precise and reliable train positioning system and its use for automation of train operation | |
| CN112009524B (zh) | 一种用于有轨电车障碍物检测的系统及方法 | |
| US11753054B2 (en) | Rail vehicle obstacle avoidance and vehicle localization | |
| KR101010678B1 (ko) | 네비게이션 장치 및 이의 주행 차선 구분 방법 | |
| WO2021226786A1 (en) | On-board systems for trains and methods of determining safe speeds and locations of trains | |
| CN105882659A (zh) | 行驶车道检测装置及行驶车道检测方法 | |
| CN109211263B (zh) | 一种轨道交通测距系统及其方法 | |
| CN114735049B (zh) | 一种基于激光雷达的磁浮列车测速定位方法及系统 | |
| RU2651333C1 (ru) | Способ регулирования движения поездов на перегоне без напольных светофоров и рельсовых цепей | |
| RU2769100C2 (ru) | Способ составления цифровой ж/д карты и применение её для мониторинга движения локомотива | |
| RU2747818C1 (ru) | Способ определения местоположения поезда по инфраструктуре железнодорожного пути в режиме реального времени | |
| KR101583707B1 (ko) | 전차선 편위 정보를 이용한 고정밀 열차 위치 검지 시스템 | |
| US11614741B2 (en) | Vehicle control system and method | |
| Heirich et al. | Measurement methods for train localization with onboard sensors | |
| CN204944474U (zh) | 一种公路视距黑点检测仪 | |
| RU2288856C2 (ru) | Система предотвращения столкновения подвижного состава или локомотива с прибывающим или отправляющимся со станции поездом | |
| Tamura et al. | Autonomous vehicle control system of ICVS City Pal: electrical tow-bar function | |
| Filip et al. | Dynamic properties of GNSS/INS based train position locator for signalling applications | |
| RU2769956C1 (ru) | Способ и система определения скорости локомотива и направления движения | |
| US20230109164A1 (en) | System and method for vehicle-based localizing of offboard features | |
| JP7179232B2 (ja) | 前方監視装置および前方監視方法 | |
| RU2248291C2 (ru) | Устройство корректировки линейной координаты нахождения поезда |