RU2770040C1

RU2770040C1 - Train interval control system

Info

Publication number: RU2770040C1
Application number: RU2021128833A
Authority: RU
Inventors: Владимир Альбертович Воронин; Сергей Иванович Куваев; Алексей Валерьевич Марков; Виктор Викторович Раков; Ефим Наумович Розенберг; Сергей Александрович Фомин; Сергей Николаевич Чуркин; Сергей Сергеевич Шурыгин; Елена Евгеньевна Шухина
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2022-04-14

Abstract

FIELD: train traffic regulation.

SUBSTANCE: invention relates to means for interval regulation of train traffic. The system includes ground and onboard parts. The ground one contains a computer (1) of the dispatch control and management center with a processor (2), a module (3) for modeling a train situation on hauls, a module (4) for monitoring traffic conditions on hauls, a module (5) for complex data processing, an intelligent software module (27 ) traffic control on the railway section in standby mode, fiber optic cable (6), station unit (9) for generating and analyzing pulsed light signals, station digital network (10), activates track circuits (11), transmitter (12) of outdoor equipment supply unit end (13), receiver (14) of the block of outdoor equipment of the receiving end (15) with a block (20) for generating signals of automatic locomotive signaling of continuous type ACS and ACS-CA, a two-wire line (16) of power supply, blocks (17) and (18) of optoelectric conversion connected with communication optical fibers (19) of an optical fiber cable (6), an optoelectric conversion unit (18), a backup power supply source (28), equipped with means of protection against vandalism. On the trains involved in the system, on-board equipment is installed, including a locomotive safety device (22) connected via the onboard system interface (21) of the locomotive for exchanging digital data, a unit (23) for measuring speed and distance traveled, a unit (24) for calculating the allowable speed, a display (25) driver and locomotive radio transmitter (26).

EFFECT: increased reliability of the system.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для диагностики и мониторинга условий движения и интервального регулирования движения поездов по перегону.SUBSTANCE: invention relates to railway transport and can be used for diagnostics and monitoring of traffic conditions and interval regulation of train traffic along the haul.

Известна cистема интервального регулирования движения поездов на базе радиоканала, содержащая стационарные центры радиоблокировки, подключенные к ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления и соединенные между собой и с перегонными базовыми станциями радиоканала через сеть передачи данных, а на перегоне между соседними станциями через оптоволоконный кабель и радиоканал, на вовлеченных в систему поездах - бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс локомотива обмена цифровыми данными комплексное локомотивное устройство безопасности, блок определения местоположения локомотива, выполненный на основе спутникового навигатора, блок измерения скорости и пройденного расстояния, блок расчета допустимой скорости, кривых торможения и обмена данными со стационарными центрами радиоблокировки по радиоканалу, вихретоковое устройство текущего контроля фактического состояния рельсов и уточненного измерения скорости, дисплей машиниста, блок головного полукомплекта непрерывного контроля целостности тормозной магистрали поезда, соединенный с блоком полукомплекта хвостового вагона состава поезда через тормозную магистраль поезда, а также через локомотивное радиоприемопередающее устройство и бортовой локальный радиоканал с радиоприемопередающим устройством блока полукомплекта хвостового вагона состава поезда, которое по цепи питания связано с первым выходом автономного источника электропитания, выполненного на базе пневмоэлектрогенератора, вход для подачи воздуха которого подключен к тормозной магистрали поезда, при этом второй выход автономного источника электропитания соединен с входом электропитания блока светового сигнала конца состава поезда, оптоволоконный кабель выполнен в виде комбинированного сенсорного и связевого кабеля, уложенного на перегоне вдоль железнодорожного пути, с обеспечением передачи на его внешнюю оболочку воздействий внешних сил от конструктивных элементов железнодорожного пути и содержащего внутренние элементы механической связи между внешней оболочкой оптоволоконного кабеля и размещенными в нем сенсорными оптическими волокнами с изменяющимися оптическими параметрами при их деформации, при этом одним концом сенсорные оптические волокна соединены с первыми портами связи перегонных блоков формирования и анализа импульсных световых сигналов, вторые порты связи которых подключены к портам связи напольных блоков видеонаблюдения, в составе которых имеется блок автоматической регистрации светового сигнала конца состава поезда, а другими концами соединены с соответствующими первыми портами станционного блока формирования и анализа импульсных световых сигналов, второй порт связи которого через сеть передачи данных соединен с ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления (RU 2556133, B61L27/04, 10.07.2015).A known system for interval control of train traffic based on a radio channel, containing stationary radio blocking centers connected to a computer of the dispatch control and management center and connected to each other and to the base stations of the radio channel via a data transmission network, and on the route between neighboring stations via an optical fiber cable and a radio channel, on the trains involved in the system - on-board equipment, including integrated locomotive safety device connected to each other through the onboard system interface of the locomotive for exchanging digital data, a locomotive positioning unit based on a satellite navigator, a unit for measuring speed and distance traveled, a unit for calculating the allowable speed, curves braking and data exchange with stationary radio blocking centers via radio channel, eddy current device for monitoring the actual state of rails and refined speed measurement, driver display, head unit of a semi-set of continuous monitoring of the integrity of the brake line of the train, connected to the block of the semi-set of the tail car of the train train through the brake line of the train, as well as through the locomotive radio transceiver and on-board local radio channel with the radio transceiver of the block of the tail car of the train train, which is connected via the power circuit to the first output of the autonomous a power supply made on the basis of a pneumoelectric generator, the air supply inlet of which is connected to the brake line of the train, while the second output of the independent power supply is connected to the power supply input of the light signal unit of the end of the train, the fiber optic cable is made in the form of a combined sensor and communication cable laid on haul along the railway track, with the transfer to its outer shell of the effects of external forces from the structural elements of the railway track and containing internal elements mechanical connection between the outer sheath of the fiber optic cable and the sensor optical fibers placed in it with changing optical parameters during their deformation, while at one end the sensor optical fibers are connected to the first communication ports of the distillation units for the formation and analysis of pulsed light signals, the second communication ports of which are connected to the ports connections of outdoor video surveillance units, which include a unit for automatic registration of the light signal of the end of the train, and the other ends are connected to the corresponding first ports of the station block for the formation and analysis of pulsed light signals, the second communication port of which is connected via a data transmission network to the computer of the dispatch control center and management (RU 2556133, B61L27/04, 07/10/2015).

Известная система практически не применима на малодеятельных линиях из-за ее сложности, обусловленной наличием на перегоне базовых станций цифрового радиоканала связи. В гористой местности спутниковые навигационные устройства из-за плохой видимости спутников работают недостаточно надежно. Эта система также не применима для управления локомотивами, не имеющими современные устройства АЛСН числового кода, которые еще часто используются на удаленных и малодеятельных линиях.The known system is practically not applicable on low-density lines due to its complexity, due to the presence of a digital radio channel on the base stations. In mountainous areas, satellite navigation devices do not work reliably enough due to poor visibility of the satellites. This system is also not applicable to the control of locomotives that do not have modern numerical code ALSN devices, which are still often used on remote and low-traffic lines.

В качестве прототипа принята система интервального регулирования движения поездов, содержащая ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, к процессору которой подключены программный модуль моделирования поездной ситуации на перегонах, программный модуль мониторинга условий движения на перегонах, программный модуль комплексной обработки данных, принимаемых им от упомянутых программных модулей моделирования и мониторинга, оптоволоконный кабель, выполненный в виде комбинированного сенсорного и связевого кабеля, уложенного на перегоне вдоль железнодорожного пути с обеспечением передачи на его внешнюю оболочку воздействий внешних сил от конструктивных элементов железнодорожного пути и содержащего внутренние элементы механической связи между внешней оболочкой оптоволоконного кабеля и размещенными в нем сенсорными оптическими волокнами с изменяющимися оптическими параметрами при их деформации, при этом одним концом сенсорные оптические волокна соединены с первым портом сопряжения станционного блока формирования и анализа импульсных световых сигналов, второй порт сопряжения которого через станционную цифровую сеть передачи данных соединен с ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, на каждом перегоне путевые участки снабжены рельсовыми цепями, в каждой из которых к передающему концу рельсовой цепи подключен выход передатчика соответствующего блока напольной аппаратуры питающего конца, а к приемному концу рельсовой цепи подключен вход приемника соответствующего блока напольной аппаратуры приемного конца, при этом входы питания этих блоков напольной аппаратуры подключены к двухпроводной линии силового электропитания, размещенной в комбинированном оптоволоконном кабеле, информационные выходы передатчика и приемника блоков напольной аппаратуры через соответствующие блоки оптоэлектрического преобразования соединены со связевыми оптическими волокнами оптоволоконного кабеля, которые через станционную цифровую сеть передачи данных соединены с процессором ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, при этом на вовлеченных в систему поездах установлено бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс локомотива обмена цифровыми данными локомотивное устройство безопасности, блок измерения скорости и пройденного расстояния, блок расчета допустимой скорости, дисплей машиниста и локомотивное радиопередающее устройство, в каждый из блоков напольной аппаратуры приемного конца рельсовой цепи введен блок формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН, порт информационного обмена которого соединен с блоком оптоэлектрического преобразования, а выход через выход блока напольной аппаратуры приемного конца подключен к концу своей рельсовой цепи (RU2746629, B61L27/00, 19.04.2021).As a prototype, a system for interval regulation of train traffic was adopted, containing a computer of the dispatching control and management center, to the processor of which a software module for simulating a train situation on hauls, a software module for monitoring traffic conditions on hauls, a software module for complex processing of data received by it from the mentioned software modules modeling and monitoring, a fiber optic cable made in the form of a combined sensor and communication cable laid on a run along a railway track with the transfer to its outer sheath of the effects of external forces from the structural elements of the railway track and containing internal elements of a mechanical connection between the outer sheath of the fiber optic cable and the placed in it sensory optical fibers with changing optical parameters when they are deformed, while at one end the sensory optical fibers are connected to the first interface port of the station of this block for the formation and analysis of pulsed light signals, the second interface port of which is connected via the station digital data network to the computer of the dispatch control and management center, on each stage the track sections are equipped with track circuits, in each of which the output of the transmitter of the corresponding of the floor equipment unit of the supply end, and the receiver input of the corresponding unit of the floor equipment of the receiving end is connected to the receiving end of the rail circuit, while the power inputs of these units of the floor equipment are connected to a two-wire power supply line located in a combined fiber-optic cable, the information outputs of the transmitter and receiver of the floor equipment equipment through the appropriate optoelectric conversion units are connected to the communication optical fibers of the fiber-optic cable, which are connected through the station digital data network to the computer processor of the display center. on-board equipment is installed on the trains involved in the system, including a locomotive safety device, a speed and distance measurement unit, an allowable speed calculation unit, a driver’s display and a locomotive radio transmitter connected to each other through the onboard system interface of the locomotive for exchanging digital data , in each of the blocks of floor equipment of the receiving end of the rail circuit, a block for generating signals of automatic locomotive signaling of continuous type ALSN and ALS-EN is introduced, the information exchange port of which is connected to the optoelectric conversion unit, and the output through the output of the block of floor equipment of the receiving end is connected to the end of its rail chains (RU2746629, B61L27/00, 04/19/2021).

Данная система обеспечивает упрощение перегонной и локомотивной аппаратуры и обеспечивает применимость ее для управления локомотивами, не имеющими современные устройства АЛСН числового кода, что дает возможность использовать систему в малонаселенных районах с тяжелыми условиями эксплуатации напольной аппаратуры.This system provides a simplification of the haul and locomotive equipment and makes it applicable to control locomotives that do not have modern ALSN numerical code devices, which makes it possible to use the system in sparsely populated areas with harsh operating conditions for outdoor equipment.

Недостатком известной системы является то, что повреждение аппаратуры или электропитания рельсовых цепей приводит к резкому замедлению движения поездов по перегону, где возникают такие повреждения и также по смежным с ним участкам железной дороги. В неохраняемых местах возможными причинами таких повреждений могут быть кроме различных природных и техногенных факторов действия злоумышленников и вандалов.A disadvantage of the known system is that damage to the equipment or power supply of the track circuits leads to a sharp slowdown in the movement of trains along the stage, where such damage occurs, and also along the sections of the railway adjacent to it. In unprotected places, the possible causes of such damage can be, in addition to various natural and man-made factors, the actions of intruders and vandals.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности системы.The technical result of the invention is to increase the reliability of the system.

Технический результат достигается тем, что в систему интервального регулирования движения поездов, содержащую ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, к процессору которой подключены программный модуль моделирования поездной ситуации на перегонах, программный модуль мониторинга условий движения на перегонах, программный модуль комплексной обработки данных, принимаемых им от упомянутых программных модулей моделирования и мониторинга, оптоволоконный кабель, выполненный в виде комбинированного сенсорного и связевого кабеля, уложенного на перегоне вдоль железнодорожного пути с обеспечением передачи на его внешнюю оболочку воздействий внешних сил от конструктивных элементов железнодорожного пути и содержащего внутренние элементы механической связи между внешней оболочкой оптоволоконного кабеля и размещенными в нем сенсорными оптическими волокнами с изменяющимися оптическими параметрами при их деформации, при этом одним концом сенсорные оптические волокна соединены с первым портом сопряжения станционного блока формирования и анализа импульсных световых сигналов, второй порт сопряжения которого через станционную цифровую сеть передачи данных соединен с ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, на каждом перегоне путевые участки снабжены рельсовыми цепями, в каждой из которых к передающему концу рельсовой цепи подключен выход передатчика соответствующего блока напольной аппаратуры питающего конца, а к приемному концу рельсовой цепи подключен вход приемника соответствующего блока напольной аппаратуры приемного конца, при этом входы питания этих блоков напольной аппаратуры подключены к двухпроводной линии силового электропитания, размещенной в комбинированном оптоволоконном кабеле, информационные выходы передатчика и приемника блоков напольной аппаратуры через соответствующие блоки оптоэлектрического преобразования соединены со связевыми оптическими волокнами оптоволоконного кабеля, которые через станционную цифровую сеть передачи данных соединены с процессором ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, каждый из блоков напольной аппаратуры приемного конца рельсовой цепи снабжен блоком формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН, порт информационного обмена которого соединен с блоком оптоэлектрического преобразования, а выход через выход блока напольной аппаратуры приемного конца подключен к концу своей рельсовой цепи, при этом на вовлеченных в систему поездах установлено бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс локомотива обмена цифровыми данными локомотивное устройство безопасности, блок измерения скорости и пройденного расстояния, блок расчета допустимой скорости, дисплей машиниста и локомотивное радиопередающее устройство, согласно изобретению введены интеллектуальный программный модуль управления движением по железнодорожному участку в резервном режиме, который выполнен с использованием нейронных сетей и подключен к процессору ЭВМ центра диспетчерского контроля и управления, и источники резервного силового электропитания, снабженные средствами защиты от вандализма, выходы источников резервного силового электропитания соединены с входами резервного электропитания блоков формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН.The technical result is achieved by the fact that in the system of interval control of train traffic, containing a computer of the dispatching control and management center, to the processor of which a software module for simulating a train situation on hauls, a software module for monitoring traffic conditions on hauls, a software module for complex processing of data received by it from of the mentioned modeling and monitoring software modules, a fiber optic cable made in the form of a combined sensor and communication cable laid on a run along a railway track with the transfer to its outer shell of the effects of external forces from the structural elements of the railway track and containing internal elements of a mechanical connection between the outer shell of the fiber optic cable and sensor optical fibers placed in it with changing optical parameters when they are deformed, while at one end the sensor optical fibers are connected to the first port with voltage of the station block for the formation and analysis of pulsed light signals, the second interface port of which is connected through the station digital data network to the computer of the dispatch control and management center, on each stage the track sections are equipped with track circuits, in each of which a transmitter output is connected to the transmitting end of the track circuit of the corresponding block of floor equipment of the supply end, and the receiver input of the corresponding block of floor equipment of the receiving end is connected to the receiving end of the track circuit, while the power inputs of these blocks of floor equipment are connected to a two-wire power supply line located in a combined fiber-optic cable, information outputs of the transmitter and receiver of the blocks outdoor equipment through the appropriate optoelectric conversion units are connected to the communication optical fibers of the fiber optic cable, which are connected to the processor through the station digital data transmission network The computer of the dispatching control and management center, each of the blocks of floor equipment of the receiving end of the track circuit is equipped with a block for generating signals of automatic locomotive signaling of continuous type ALSN and ALS-EN, the information exchange port of which is connected to the optoelectric conversion unit, and the output is through the output of the block of floor equipment of the receiving end is connected to the end of its track circuit, while on-board equipment is installed on the trains involved in the system, including a locomotive safety device, a speed and distance measurement unit, an allowable speed calculation unit, a driver’s display and a locomotive radio transmitting device, according to the invention, an intelligent software module for controlling traffic on a railway section in a standby mode was introduced, which is made using neural networks and is connected to the processor The computer of the dispatching control and management center, and the backup power supply sources, equipped with means of protection against vandalism, the outputs of the backup power supply sources are connected to the backup power supply inputs of the automatic locomotive signaling signal generation units of continuous type ALSN and ALS-EN.

На чертежах приведены структурные схемы стационарного (фиг. 1) и локомотивного (фиг. 2) оборудования системы интервального регулирования движения поездов.The drawings show block diagrams of stationary (Fig. 1) and locomotive (Fig. 2) equipment of the system for interval control of train traffic.

Система интервального регулирования движения поездов содержит ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления, к процессору 2 которой подключены программный модуль 3 моделирования поездной ситуации на перегонах, программный модуль 4 мониторинга условий движения на перегонах, программный модуль 5 комплексной обработки данных, принимаемых им от упомянутых программных модулей 3 и 4 моделирования и мониторинга, оптоволоконный кабель 6, выполненный в виде комбинированного сенсорного и связевого кабеля, уложенного на перегоне вдоль железнодорожного пути с обеспечением передачи на его внешнюю оболочку воздействий внешних сил от конструктивных элементов железнодорожного пути и содержащего внутренние элементы 7 механической связи между внешней оболочкой оптоволоконного кабеля и размещенными в нем сенсорными оптическими волокнами 8 с изменяющимися оптическими параметрами при их деформации, при этом одним концом сенсорные оптические волокна соединены с первым портом сопряжения станционного блока 9 формирования и анализа импульсных световых сигналов, второй порт сопряжения которого через станционную цифровую сеть 10 передачи данных соединен с ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления, на каждом перегоне путевые участки снабжены рельсовыми цепями 11, в каждой из которых к передающему концу рельсовой цепи подключен выход передатчика 12 соответствующего блока 13 напольной аппаратуры питающего конца, а к приемному концу рельсовой цепи 11 подключен вход приемника 14 соответствующего блока 15 напольной аппаратуры приемного конца, при этом входы питания этих блоков 13 и 15 напольной аппаратуры подключены к двухпроводной линии 16 силового электропитания, размещенной в комбинированном оптоволоконном кабеле 6, информационные выходы передатчика 12 и приемника 14 блоков напольной аппаратуры через соответствующие блоки 17 и 18 оптоэлектрического преобразования соединены со связевыми оптическими волокнами 19 оптоволоконного кабеля 6, которые через станционную цифровую сеть 10 передачи данных соединены с процессором 2 ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления, каждый из блоков 15 напольной аппаратуры приемного конца рельсовой цепи 11 снабжен блоком 20 формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН, порт информационного обмена которого соединен с блоком 18 оптоэлектрического преобразования, а выход через выход блока 15 напольной аппаратуры приемного конца подключен к концу своей рельсовой цепи 11, при этом на вовлеченных в систему поездах установлено бортовое оборудование, включающее соединенные между собой через бортовой системный интерфейс 21 локомотива обмена цифровыми данными локомотивное устройство 22 безопасности, блок 23 измерения скорости и пройденного расстояния, блок 24 расчета допустимой скорости, дисплей 25 машиниста и локомотивное радиопередающее устройство 26, интеллектуальный программный модуль 27 управления движением по железнодорожному участку в резервном режиме, выполненный с использованием нейронных сетей, подключен к процессору 2 ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления, источники 28 резервного силового электропитания снабжены средствами защиты от вандализма, выходы источников 28 резервного силового электропитания соединены с входами резервного электропитания блоков 20 формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН.The system for interval control of train traffic contains a computer 1 of the dispatching control and management center, to the processor 2 of which is connected a software module 3 for simulating a train situation on hauls, a software module 4 for monitoring traffic conditions on hauls, a software module 5 for complex processing of data received by it from the mentioned software modules 3 and 4 of modeling and monitoring, fiber optic cable 6, made in the form of a combined sensor and communication cable, laid on the stage along the railway track with the transfer to its outer shell of the effects of external forces from the structural elements of the railway track and containing internal elements 7 of the mechanical connection between the outer fiber optic cable sheath and sensor optical fibers 8 placed in it with changing optical parameters when they are deformed, while at one end the sensor optical fibers are connected to the first interface port of the station unit ka 9 for the formation and analysis of pulsed light signals, the second interface port of which, through the station digital network 10 of data transmission, is connected to the computer 1 of the dispatch control and management center, on each stage the track sections are equipped with track circuits 11, in each of which is connected to the transmitting end of the track circuit the output of the transmitter 12 of the corresponding block 13 of the floor equipment of the supply end, and the input of the receiver 14 of the corresponding block 15 of the floor equipment of the receiving end is connected to the receiving end of the rail circuit 11, while the power inputs of these blocks 13 and 15 of the floor equipment are connected to the two-wire line 16 of the power supply located in a combined fiber optic cable 6, the information outputs of the transmitter 12 and receiver 14 of outdoor equipment blocks through the corresponding blocks 17 and 18 of the optoelectric conversion are connected to the communication optical fibers 19 of the fiber optic cable 6, which are transferred through the station digital network 10 The data sources are connected to the processor 2 of the computer 1 of the supervisory control and management center, each of the blocks 15 of the outdoor equipment of the receiving end of the track circuit 11 is equipped with a block 20 for generating signals of automatic locomotive signaling of a continuous type ALSN and ALS-EN, the information exchange port of which is connected to the block 18 of the optoelectric conversion, and the output through the output of the block 15 of the floor equipment of the receiving end is connected to the end of its rail circuit 11, while the on-board equipment is installed on the trains involved in the system, including interconnected through the on-board system interface 21 of the locomotive for exchanging digital data, the locomotive safety device 22, the block 23 measurement of speed and distance traveled, block 24 calculation of allowable speed, display 25 driver and locomotive radio transmitter 26, intelligent software module 27 traffic control on the railway section in standby mode, made using neural networks, is connected to the processor 2 of the computer 1 of the dispatching control and management center, the backup power supply sources 28 are equipped with means of protection against vandalism, the outputs of the backup power supply sources 28 are connected to the backup power supply inputs of the blocks 20 for generating signals of automatic locomotive signaling of continuous type ALSN and ALS- EN.

Система интервального регулирования движения поездов функционирует следующим образом.The system of interval regulation of train traffic operates as follows.

В предлагаемой системе важным методом контроля состояния путевых участков на перегоне является слежение в почти реальном времени за местонахождением и целостностью составов поездов и за целостностью рельсов на перегоне с помощью оптоволоконного кабеля 6, выполненного в виде комбинированного сенсорного и связевого кабеля, и электрических рельсовых цепей 11.In the proposed system, an important method for monitoring the state of track sections on a stage is tracking in almost real time the location and integrity of trains and the integrity of the rails on the stage using fiber optic cable 6, made in the form of a combined sensor and communication cable, and electric track circuits 11.

Блок 13 напольной аппаратуры питающего конца рельсовой цепи 11 получает из кабеля 6 через связевые оптические волокна 19 оптический сигнал управления от ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления для начала формирования силового сигнала контроля рельсовой цепи 11. Этот сигнал преобразуется блоком 17 оптоэлектрического преобразования в электрический сигнал управления передатчиком 12 электрических сигналов контроля рельсовых цепей 11, который формирует силовой электрический сигнал контроля рельсовой цепи 11, имеющий заданные параметры амплитуды, частоты и модуляции. В блоке 15 напольной аппаратуры приемного конца этой рельсовой цепи 11 происходит аналого-цифровое преобразование мгновенной амплитуды электрического сигнала на входе приемника 14 электрических сигналов контроля рельсовых цепей 11 с записью результатов в буфер его памяти. Буфер памяти освобождается во время периодической передачи пакета данных о мгновенных значениях амплитуды принимаемого сигнала из блока 15 напольной аппаратуры приемного конца в ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления. Передача данных из блока 15 напольной аппаратуры приемного конца в ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления производится через связевые оптические волокна 19 оптоволоконного кабеля 6, для чего в процессе передачи каждое цифровое мгновенное значение амплитуды электрического сигнала, хранящееся в упомянутом буфере, блоком 18 оптоэлектрического преобразования преобразуется в соответствующий оптический информационный сигнал. Принятие решений о свободности рельсовых цепей 11 осуществляет ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления, анализирующая оцифрованные мгновенные значения амплитуды сигналов на входе блоков 15 напольной аппаратуры приемного конца.The block 13 of the outdoor equipment of the supply end of the track circuit 11 receives from the cable 6 through the communication optical fibers 19 the optical control signal from the computer 1 of the supervisory control and management center to start generating a power signal for monitoring the track circuit 11. This signal is converted by the optoelectric conversion unit 17 into an electrical control signal a transmitter 12 of electrical control signals of track circuits 11, which generates a power electrical control signal of track circuit 11, having the specified parameters of amplitude, frequency and modulation. In the block 15 of the outdoor equipment of the receiving end of this track circuit 11, analog-to-digital conversion of the instantaneous amplitude of the electrical signal at the input of the receiver 14 of the electrical signals for monitoring the track circuits 11 takes place, with the results recorded in its memory buffer. The memory buffer is released during the periodic transmission of a data packet about the instantaneous values of the amplitude of the received signal from the block 15 outdoor equipment of the receiving end to the computer 1 of the supervisory control and management center. The transmission of data from the block 15 of the outdoor equipment of the receiving end to the computer 1 of the dispatching control and management center is carried out through the communication optical fibers 19 of the fiber optic cable 6, for which, in the process of transmission, each digital instantaneous value of the amplitude of the electrical signal stored in the said buffer is converted by the optoelectric conversion unit 18 into the corresponding optical information signal. Decision-making about the freedom of track circuits 11 is carried out by the computer 1 of the dispatching control and management center, which analyzes the digitized instantaneous values of the amplitude of the signals at the input of the blocks 15 of the outdoor equipment of the receiving end.

Для снижения энергопотребления передатчики 12 электрических сигналов контроля рельсовых цепей 11 включаются ЭВМ 1 центра на перегоне поочередно с частотой и длительностью включения, которые обеспечивают безопасное интервальное регулирование движения каждого из поездов, следующих по перегону. ЭВМ 1 центра выбирает различные последовательности и продолжительности включения питания силовых каскадов аппаратуры рельсовых цепей 11, передавая для этого сигналы управления в блоки 13 напольной аппаратуры питающего конца каждой рельсовой цепи 11. Также ЭВМ 1 центра непосредственно перед занятием каждым поездом очередной рельсовой цепи 11 обеспечивает передачу навстречу локомотиву поезда из напольной аппаратуры приемного конца рельсовой цепи 11 сигналы автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН. Для этого из кабеля 6, через связевые оптические волокна 19, адресный оптический сигнал управления от ЭВМ 1 центра поступает в порт информационного обмена блока 20 формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН.To reduce power consumption, the transmitters 12 of electrical control signals for track circuits 11 are switched on by the computer 1 of the center on the haul in turn with the frequency and duration of switching on, which provide safe interval regulation of the movement of each of the trains following the haul. The computer 1 of the center selects different sequences and durations of switching on the power supply of the power stages of the equipment of the track circuits 11, transmitting control signals to the blocks 13 of the floor equipment of the supply end of each track circuit 11. Also, the computer 1 of the center immediately before each train occupies the next track circuit 11 provides transmission towards to the locomotive of the train from the floor equipment of the receiving end of the track circuit 11 signals of automatic locomotive signaling of continuous type ALSN and ALS-EN. For this, from the cable 6, through the communication optical fibers 19, the addressable optical control signal from the computer 1 of the center enters the data exchange port of the block 20 for generating signals of the automatic locomotive signaling of the continuous type ALSN and ALS-EN.

Включение питания силовых каскадов аппаратуры рельсовых цепей 11 также производится при проведении различных типов периодического тестирования. Остальное время аппаратура рельсовых цепей 11 работает в режиме с малым потреблением тока, когда в блоках 13 напольной аппаратуры питающих концов и блоках 15 напольной аппаратуры приемных концов включены только маломощные каскады контроля и управления. Обмен управляющей и контрольной информацией между ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления и напольными устройствами рельсовых цепей 11 осуществляется по цифровой линии передачи данных, проходящей, в частности, через связевые оптические волокна 19 оптоволоконного кабеля 6. Оптические каналы передачи информации позволяют без ретрансляции распространяться информационным и тестовым сигналам на расстояние до 40 км.Turning on the power of the power stages of the equipment of track circuits 11 is also carried out during various types of periodic testing. The rest of the time the track circuit equipment 11 operates in a low current consumption mode, when only low-power control and management stages are included in the blocks 13 of the floor equipment of the supply ends and the blocks 15 of the floor equipment of the receiving ends. The exchange of control and control information between the computer 1 of the supervisory control and management center and the floor devices of the track circuits 11 is carried out via a digital data transmission line, passing, in particular, through communication optical fibers 19 of the fiber optic cable 6. Optical information transmission channels allow information and information to be distributed without retransmission. test signals at a distance of up to 40 km.

Другим источником первичной информации о положении на перегоне поездов в предлагаемой системе, кроме сигналов электрического контроля рельсовой линии, является фиксация координат границ шумового следа от движения каждого поезда с помощью сенсорных оптических волокон 8 оптоволоконного кабеля 6. Определение координат границ шумового следа осуществляет станционный блок 9 формирования и анализа импульсных световых сигналов оптических тестовых сигналов, отраженных от мест механического воздействия на оптоволоконный кабель 6.Another source of primary information about the position on the train section in the proposed system, in addition to the electrical control signals of the rail line, is the fixation of the coordinates of the boundaries of the noise trace from the movement of each train using sensor optical fibers 8 of the fiber optic cable 6. The determination of the coordinates of the boundaries of the noise trace is carried out by the station block 9 of formation and analysis of pulsed light signals of optical test signals reflected from places of mechanical impact on the fiber optic cable 6.

Этот кабель 6 позволяет зафиксировать места присутствия рядом с ним движущегося транспорта и многие другие изменения механического напряжения конструкций железнодорожного пути, вызванные изломами рельсов, сдвигами в конструкции пути, падением предметов (грузов, деревьев и т.д.), вторжением людей и животных, а также шумы, создаваемые дефектными частями движущегося подвижного состава и дефектными элементами пути.This cable 6 allows you to fix the presence of moving vehicles next to it and many other changes in the mechanical stress of the railway track structures caused by rail breaks, shifts in the track structure, falling objects (cargo, trees, etc.), intrusion of people and animals, and also noise generated by defective parts of a moving rolling stock and defective track elements.

В системе используется логический контроль проследования каждого поезда по перегону посредством контроля занятости и освобождения рельсовых цепей 11. От устройств электрической централизации в систему передается признак поезда при его отправлении на перегон. При следовании поезда по перегону система контролирует последовательное занятие рельсовых цепей 11 и параллельно осуществляет контроль занятия путевых участков с точностью до 50 метров на основании анализа акустических сигналов.The system uses the logical control of the passage of each train along the stage by monitoring the employment and the release of track circuits 11. From the electrical interlocking devices, the sign of the train is transmitted to the system when it is sent to the stage. When the train follows the stage, the system controls the sequential occupation of track circuits 11 and in parallel controls the occupation of track sections with an accuracy of 50 meters based on the analysis of acoustic signals.

При остановках поезда на перегоне система фиксирует последнюю информацию о месте нахождения поезда и линейные размеры поезда (запоминает последний «акустический портрет»). Система логически переводит в состояние занятости рельсовые цепи на месте остановки поезда, так как акустические шумы отсутствуют. При возобновлении движения поезда после остановки, система продолжает отслеживать объект, сравнивая «акустический портрет» до остановки и после.When the train stops on the haul, the system captures the latest information about the location of the train and the linear dimensions of the train (remembers the last "acoustic portrait"). The system logically places the track circuits in the busy state at the place where the train stops, since there are no acoustic noises. When the train resumes movement after a stop, the system continues to track the object, comparing the “acoustic portrait” before and after the stop.

Станционный блок 9 формирования и анализа импульсных световых сигналов, с помощью встроенного лазерного источника когерентных импульсных световых сигналов (на чертеже не показан) периодически формирует тестовые импульсные световые сигналы, поступающие в сенсорное оптическое волокно 8. При воздействии на кристаллическую решетку оптоволокна внешних сил давления, которые передаются от оболочки кабеля 6 через внутренние элементы 7, происходит деформация этой кристаллической решетки и возникают световые импульсы обратного отражения. Для лучшего распознавания и измерения параметров отраженных сигналов последовательности формируемых импульсных световых сигналов могут отличаться частотой, длительностью и поляризацией импульсов света. События, влияющие на отражения световых сигналов в сенсорном волокне 8 оптоволоконного кабеля 6 регистрируются блоком 9, который анализирует время прихода отраженных импульсов и определяет расстояния до мест внешнего давления на кабель 6, а также формирует шумовые портреты участков распределенного внешнего механического воздействия движущихся по перегону поездов на оболочку кабеля 6. ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления осуществляет анализ пересылаемых от блока 9 данных и позволяет в почти реальном времени осуществлять мониторинг состояния железнодорожного пути и границ занимаемых на перегоне поездами.The station block 9 for the formation and analysis of pulsed light signals, using a built-in laser source of coherent pulsed light signals (not shown in the drawing), periodically generates test pulsed light signals entering the sensor optical fiber 8. When exposed to the crystal lattice of the optical fiber, external pressure forces that are transmitted from the cable sheath 6 through the internal elements 7, this crystal lattice is deformed and back reflection light pulses occur. For better recognition and measurement of the parameters of reflected signals, the sequences of generated pulsed light signals can differ in frequency, duration, and polarization of light pulses. Events affecting the reflections of light signals in the sensor fiber 8 of the fiber optic cable 6 are recorded by unit 9, which analyzes the time of arrival of the reflected pulses and determines the distances to the places of external pressure on the cable 6, and also forms noise portraits of areas of distributed external mechanical action of trains moving along the haul on cable sheath 6. Computer 1 of the dispatch control and management center analyzes the data sent from unit 9 and allows you to monitor the state of the railway track and the boundaries occupied by trains in almost real time.

В ЭВМ 1 центра во взаимодействии с процессором 2 функционируют программный модуль 3 моделирования поездной ситуации на перегонах, программный модуль 4 мониторинга условий движения на перегонах и программный модуль 5 комплексной обработки данных от программных модулей 3 и 4. ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления выдает разрешение на отправление второго поезда на перегон при удалении первого поезда на расстояние, обеспечивающее безопасное интервальное регулирование по комбинированным сигналам АЛСН, АЛС-ЕН. Остальное время мониторинг свободности участков перегона от состава и посторонних предметов осуществляется ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления на основании передаваемой от блока 9 информации об отраженных световых импульсов, как реакций на деформации волоконно-оптического кабеля 6 под воздействием деформаций рельсового пути на распространение по этому кабелю 6 отраженных тестовых световых импульсов.In the computer 1 of the center, in cooperation with the processor 2, the software module 3 for modeling the train situation on the hauls, the software module 4 for monitoring the traffic conditions on the hauls and the software module 5 for complex data processing from the software modules 3 and 4 operate. The computer 1 of the dispatching control and management center issues permission for the departure of the second train for the haul when the first train is removed at a distance that ensures safe interval regulation according to the combined signals ALSN, ALS-EN. The rest of the time, the monitoring of the freedom of sections of the haul from the composition and foreign objects is carried out by the computer 1 of the dispatching control and management center based on the information transmitted from the block 9 about the reflected light pulses, as reactions to the deformation of the fiber-optic cable 6 under the influence of deformations of the rail track to propagate along this cable 6 reflected test light pulses.

Сигналы АЛС, передаваемые каждому поезду, учитывают запомненное в ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления место положения движущегося или остановившегося предыдущего поезда. Контроль целостности составов поездов осуществляется по отсутствию на перегоне оторвавшихся вагонов. Положение на перегоне оторвавшихся вагонов, если они появляются, фиксируется в ЭВМ 1 центра по шумовому следу пока они еще находятся в движении, а затем после их остановки по давлению, которым они воздействуют на рельсовый путь и по занятию ими рельсовых цепей 11.The ALS signals transmitted to each train take into account the location of the moving or stopped previous train stored in the computer 1 of the dispatch control and management center. Control of the integrity of the trains is carried out by the absence of detached wagons on the haul. The position on the haul of detached cars, if they appear, is recorded in the computer 1 of the center according to the noise trace while they are still in motion, and then after they stop, according to the pressure with which they act on the track and their occupation of the track circuits 11.

Использование для интервального регулирования сигналов АЛСН и АЛС-ЕН позволяет использовать систему для управления движением локомотивов с любыми бортовыми устройствами обеспечения безопасности движения и не требует наличия на них спутниковых навигаторов. Отсутствие на перегоне необходимости в радиосвязи между удаленными поездами и радиосвязи со станцией и отсутствие необходимости в спутниковой навигации упрощает систему и делает ее лучше приспособленной к использованию в пустынных местностях с плохими условиями для технической эксплуатации напольной инфраструктуры, например, в районах крайнего Севера.The use of ALSN and ALS-EN signals for interval control makes it possible to use the system to control the movement of locomotives with any on-board traffic safety devices and does not require the presence of satellite navigators on them. The absence of the need for radio communication between distant trains and radio communication with the station and the absence of the need for satellite navigation simplifies the system and makes it better suited for use in desert areas with poor conditions for the technical operation of floor infrastructure, for example, in the regions of the Far North.

Обмен управляющей и контрольной информацией между ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления и блоками 13 напольной аппаратуры питающих концов, блоками15 напольной аппаратуры приемных концов рельсовых цепей 11 осуществляется по цифровой линии передачи данных, проходящей и через связевые оптические волокна 19 оптоволоконного кабеля 6.The exchange of control and control information between the computer 1 of the dispatching control and management center and the blocks 13 of the floor equipment of the supply ends, the blocks 15 of the floor equipment of the receiving ends of the track circuits 11 is carried out via a digital data transmission line passing through the communication optical fibers 19 of the fiber optic cable 6.

Быстродействующие оптические каналы цифровой передачи данных обеспечивают поступление от ЭВМ 1 центра команд управления локомотивами по АЛСН практически в реальном времени.High-speed optical channels of digital data transmission provide receipt from the computer 1 of the center of commands to control locomotives via ALSN almost in real time.

Электропитание напольных электронных устройств системы может осуществляться от двух проводной линии 16 силового электропитания, проложенной в том же оптоволоконном кабеле 6 или опционально от отдельно проложенной линии.The floor electronic devices of the system can be powered from a two-wire power supply line 16, laid in the same fiber optic cable 6, or optionally from a separately laid line.

Входы резервного электропитания блоков 20 формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН соединены с источниками 28 резервного силового электропитания, которые снабжены средствами защиты от вандализма.The backup power inputs of the blocks 20 for generating signals of the automatic locomotive signaling of the continuous type ALSN and ALS-EN are connected to the sources 28 of the backup power supply, which are equipped with means of protection against vandalism.

Двухпроводная линия 16 обеспечивает нормальное питание блоков напольной аппаратуры питающих концов только на расстоянии 10-20 км, поэтому эта двухпроводная линия 16 поделена в кабеле 6 на секции, электропитание которых осуществляется от своих первичных источников электропитания (на чертеже не показано). The two-wire line 16 provides normal power supply to the outdoor equipment units of the supply ends only at a distance of 10-20 km, therefore this two-wire line 16 is divided in the cable 6 into sections, the power supply of which is carried out from their primary power sources (not shown in the drawing).

Процессор 2 ЭВМ 1 центра диспетчерского контроля и управления за счет совместной обработки данных оптических тестовых сигналов от станционного блока 9 формирования и анализа импульсных световых сигналов, а также за счет работы программного модуля 5 комплексной обработки данных, с необходимой достоверностью классифицирует события, на которые реагирует жила сенсорного оптического волокна 8 оптоволоконного кабеля 6.The processor 2 of the computer 1 of the supervisory control and management center, due to the joint processing of data of optical test signals from the station unit 9 for the formation and analysis of pulsed light signals, as well as due to the operation of the software module 5 of complex data processing, with the necessary reliability classifies the events to which the core reacts sensor optical fiber 8 fiber optic cable 6.

Совместная обработка процессором 2 данных о занятости рельсовых цепей 11 и шумовых портретов позволяет использовать в полной мере большую информационную избыточность принимаемых первичных сигналов для проверки параметров изменения шумового следа поезда и соответствия его положения моментам времени прохождения состава поезда границ рельсовых цепей 11.The joint processing by the processor 2 of the data on the employment of the track circuits 11 and noise portraits makes it possible to fully use the large information redundancy of the received primary signals to check the parameters of the change in the noise trace of the train and the correspondence of its position to the time points of the train passing the borders of the track circuits 11.

В случае, когда одна или более рельсовых цепей на одном или нескольких перегонах железнодорожного участка повреждены, интеллектуальный программный модуль 27 оперативно формирует вариант управления движением при котором неисправные рельсовые цепи отключаются и заменяются участками на которых движение поездов организованно только по низкочастотным сигналам АЛСН, которые принимаются локомотивными приемниками АЛСН, имеющимися в составе локомотивных устройств 22 безопасности каждого из поездов. In the case when one or more track circuits on one or several sections of the railway section are damaged, the intelligent software module 27 quickly generates a traffic control option in which the faulty track circuits are turned off and replaced by sections on which the movement of trains is organized only by low-frequency signals ALSN, which are received by locomotives. receivers ALSN, available as part of the locomotive safety devices 22 of each of the trains.

Формируемый в этом случае интеллектуальным программным модулем 27 управления движением по железнодорожному участку порядок управления блоками 20 формирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН и АЛС-ЕН обеспечивает разделение соседних поездов интервалами безопасными с точки зрения защиты от двойного шунтирования и с точки зрения нарушения условий контрольного режима по локомотивному приемнику. Коды АЛСН, задаваемые программным модулем 27 для участков работающих в резервном режиме, увязываются с кодами АЛСН в участках с нормально работающими рельсовыми цепями в единую систему кодирования для непрерывного движения поездов по кодовым сигналам АЛСН с обеспечением безопасного интервального регулирования. Formed in this case by the intelligent software module 27 for controlling movement along the railway section, the control procedure for the blocks 20 for generating signals of automatic locomotive signaling of a continuous type ALSN and ALS-EN ensures the separation of neighboring trains by safe intervals in terms of protection against double shunting and in terms of violation of the conditions of the control mode by locomotive receiver. The ALSN codes set by the program module 27 for sections operating in the standby mode are linked with the ALSN codes in sections with normally operating track circuits into a single coding system for the continuous movement of trains using the ALSN code signals to ensure safe interval regulation.

Амплитуда сигналов АЛСН низкой частоты (например, 25 Гц), задается для выбранных блоков 20 из расчетных условий надежного приема сигнала локомотивным приемником поезда в каждом участке пути, на который логически поделен перегон в резервном режиме работы. Для большей гибкости системы могут быть предусмотрены варианты алгоритмов кодирования для каждого отдельного перегона, как с увязкой, так и без увязки с поездной обстановкой на соседних перегонах. The amplitude of low-frequency ALSN signals (for example, 25 Hz) is set for the selected blocks 20 from the calculated conditions for reliable signal reception by the locomotive train receiver in each section of the track into which the haul in the standby mode is logically divided. For greater flexibility of the system, variants of coding algorithms for each individual haul can be provided, both with and without linking to the train situation on neighboring hauls.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение надежности системы.Thus, the present invention provides an increase in the reliability of the system.

Claims

A system for interval control of train traffic, containing a computer of the dispatching control and management center, to the processor of which a software module for modeling a train situation on hauls, a software module for monitoring traffic conditions on hauls, a software module for complex processing of data received by it from the mentioned software modules for modeling and monitoring, a fiber optic cable made in the form of a combined sensor and communication cable laid on a span along a railway track with the transfer of external forces from the structural elements of the railway track to its outer sheath and containing internal elements of a mechanical connection between the outer sheath of the fiber optic cable and the optical sensor located in it fibers with changing optical parameters during their deformation, while at one end the sensor optical fibers are connected to the first interface port of the station block for forming and an analysis of pulsed light signals, the second interface port of which is connected via the station digital data network to the computer of the dispatching control and management center, on each stage the track sections are equipped with track circuits, in each of which the output of the transmitter of the corresponding block of outdoor equipment supplying is connected to the transmitting end of the track circuit end, and the receiving end of the track circuit is connected to the input of the receiver of the corresponding block of floor equipment of the receiving end, while the power inputs of these blocks of floor equipment are connected to a two-wire power line located in a combined fiber optic cable, information outputs of the transmitter and receiver of blocks of outdoor equipment through the corresponding blocks optoelectric conversion are connected to the communication optical fibers of the fiber optic cable, which are connected through the station digital data network to the computer processor of the supervisory control and management center each of the blocks of floor equipment of the receiving end of the track circuit is equipped with a block for generating signals of automatic locomotive signaling of continuous type ALSN and ALS-EN, the information exchange port of which is connected to the optoelectric conversion unit, and the output through the output of the block of floor equipment of the receiving end is connected to the end of its rail circuits, while on the trains involved in the system, on-board equipment is installed, including a locomotive safety device, a speed and distance measurement unit, an allowable speed calculation unit, a driver’s display and a locomotive radio transmitter connected to each other through the onboard system interface of the digital data exchange locomotive, characterized in that that an intelligent software module for controlling traffic on a railway section in a standby mode was introduced into it, which is made using neural networks and is connected to the computer processor of the dispatch control center and control, and sources of backup power supply, equipped with means of protection against vandalism, the outputs of the sources of backup power supply are connected to the inputs of the backup power supply of the blocks for generating signals of automatic locomotive signaling of continuous type ALSN and ALS-EN.