RU2790985C1 - Integrated system for control and diagnosis of multiple unit - Google Patents

Integrated system for control and diagnosis of multiple unit Download PDF

Info

Publication number
RU2790985C1
RU2790985C1 RU2022129122A RU2022129122A RU2790985C1 RU 2790985 C1 RU2790985 C1 RU 2790985C1 RU 2022129122 A RU2022129122 A RU 2022129122A RU 2022129122 A RU2022129122 A RU 2022129122A RU 2790985 C1 RU2790985 C1 RU 2790985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
car
unit
train
control unit
Prior art date
Application number
RU2022129122A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Углов
Андрей Геннадиевич Микашкин
Александр Станиславович Николаев
Виктор Владимирович Свиридов
Михаил Владимирович Котов
Сергей Викторович Шаров
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (АО "ЭЛАРА")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (АО "ЭЛАРА") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (АО "ЭЛАРА")
Application granted granted Critical
Publication of RU2790985C1 publication Critical patent/RU2790985C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machinery.
SUBSTANCE: control systems and diagnostics of multiple unit. The integrated system for control and diagnostics of multiple unit consists of at least one display built into the unified control panel (UCD), a monitoring and control device (MCD) connected to the Ethernet network, a driver controller, an air brake controller, a UCD adapter installed in UCD, panels with controls installed on the control unit and connected to MCD by a single CAN network, AV-U car adapters connected to MCD by a CAN and Ethernet train line, an electric energy meter. At the same time, an electric train safety brake unit, a backup control unit, car controllers connected to each other via a separate CAN line, a head controller, a video surveillance server, at least one video recorder in each electric train car, an emergency braking module disconnection device, and controlled switches are additionally introduced.
EFFECT: increasing of the reliability and controlling the state of systems and components of the electric train.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к многофункциональным системам и может быть использовано для управления и диагностики моторвагонного подвижного состава (электропоезда) как в ручном, так и в автоматическом режимах.The invention relates to multifunctional systems and can be used to control and diagnose multiple unit rolling stock (electric trains) both in manual and automatic modes.

Известна система управлением движения поезда (RU №2446071, опубл. 27.03.2012, B61L 3/12, B61L 25/00), выбранная в качестве аналога и содержащая в передней и задней кабинах управления поездом соответствующие комплекты устройств единой комплексной системы управления и безопасности движения поезда, каждый из которых содержит соединенные через CAN интерфейс своей кабины управления поездом подсистему автоведения, подсистему автоматического управления служебным торможением и подсистему контроля безопасности движения, состоящую из модуля контроля проследования границ рельсовых цепей, модуля электронной карты маршрута, модуля измерения пройденного пути и модуля памяти длины поезда. В подсистеме контроля безопасности движения модуль коррекции текущей координаты подключен к CAN интерфейсу своей кабины управления поездом, через который модуль коррекции текущей координаты соединен с модулем контроля проследования границ рельсовых цепей, модулем электронной карты маршрута, модулем измерения пройденного пути и модулем памяти длины поезда. Модуль коррекции текущей координаты соединен с портом управления модуля электронной карты маршрута, a CAN интерфейсы кабин управления поездом соединены между собой посредством канала защищенного цифрового обмена данными.Known train traffic control system (RU No. 2446071, publ. 03/27/2012, B61L 3/12, B61L 25/00), selected as an analogue and containing in the front and rear train control cabins the corresponding sets of devices of a single integrated control and traffic safety system trains, each of which contains, connected via the CAN interface of its train control cabin, a subsystem for driving, a subsystem for automatic control of service braking and a traffic safety control subsystem, consisting of a module for monitoring the passage of the boundaries of track circuits, an electronic route map module, a module for measuring the distance traveled and a length memory module trains. In the traffic safety control subsystem, the current coordinate correction module is connected to the CAN interface of its train control cabin, through which the current coordinate correction module is connected to the track circuit boundary following control module, the electronic route map module, the distance traveled measurement module and the train length memory module. The current coordinate correction module is connected to the control port of the electronic route map module, and the CAN interfaces of the train control cabins are interconnected via a secure digital data exchange channel.

Недостатком указанного решения является отсутствие возможности работы системы в режиме выдачи информации об оптимальном режиме движения при ручном управлении машиниста (режим «подсказки»).The disadvantage of this solution is the inability of the system to work in the mode of issuing information about the optimal mode of movement with manual control of the driver ("hint" mode).

Также в качестве аналога принята система управления движением электроподвижного состава (RU №191737, опубл. 19.08.2019, B61L 27/00, B61L 3/00), которая может быть использована для автоматизации управления и обеспечения безопасности движения пассажирских электропоездов. Система содержит модули внешних устройств, датчики скорости и пути, датчики коррекции пути, катушки индуктивного канала, блок терминала машиниста, бортовые компьютеры, блок радиосвязи с антенной, модуль обработки, модуль команд и межмодульный CAN интерфейс. При этом модули внешних устройств, датчики скорости и пути, катушки индуктивного канала, модули обработки и модули команд образуют подсистему безопасности, а бортовые компьютеры, блок терминала машиниста, датчики коррекции пути и блок радиосвязи с антенной образуют подсистему автоведения.Also, an electric rolling stock traffic control system (RU No. 191737, publ. 08/19/2019, B61L 27/00, B61L 3/00) was adopted as an analogue, which can be used to automate the control and ensure traffic safety of passenger electric trains. The system contains modules of external devices, speed and path sensors, path correction sensors, coils of an inductive channel, a driver's terminal unit, on-board computers, a radio communication unit with an antenna, a processing module, a command module and an inter-module CAN interface. At the same time, modules of external devices, speed and distance sensors, coils of an inductive channel, processing modules and command modules form a safety subsystem, and on-board computers, a driver's terminal unit, path correction sensors and a radio communication unit with an antenna form an autoguidance subsystem.

Недостатком указанной полезной модели является отсутствие возможности интегрирования системы управления с существующей системой безопасности и возможности связи по линии Ethernet с другими системами поезда.The disadvantage of this utility model is the lack of the ability to integrate the control system with the existing security system and the ability to communicate via Ethernet with other train systems.

Наиболее близким по технической сущности аналогом, взятым в качестве прототипа заявленного изобретения, является микропроцессорная система управления и диагностики электропоезда (RU 2733594, опубл. 05.10.2020, B60L 15/32), содержащая монитор, предназначенный для отображения текущей информации об измеряемых параметрах электропоезда и аварийных сообщений, блок управления контакторами (БУК), предназначенный для включения-выключения восьми контакторов или реле с номинальным напряжением от 50 до 110 В и током 1,2 А, в соответствии с полученными командами, блок связи с пультом (БСП), предназначенный для ввода в систему 40 дискретных сигналов (напряжением 5 В) от органов управления локомотивом, установленных на пульте управления, блок входных сигналов (БВС), предназначенный для ввода в систему 16-ти дискретных сигналов от цепей управления локомотивов с номинальным напряжением 50 или 110 В; преобразователь напряжения в код (ПНКВ), предназначенный для преобразования входных напряжений в кодовый сигнал с целью передачи его по интерфейсу RS485 в систему, блок связи с датчиками давления (БС-ДД), предназначенный для преобразования напряжений с датчиков давления в последовательный код и передачи их в систему по двум парам линии связи RS485, а также для измерения сопротивления изоляции цепей управления относительно корпуса электропоезда, блок центрального управления (ЦБУ), монитор снабжен блоками автоведения и диагностики, блок контроля температуры букс БКТБ, предназначенный для измерения величины сопротивления температурного датчика, вычисления температуры датчика по его сопротивлению, выявления отказов датчиков температуры, передачи данных с вычисленной температурой по двум линиям связи RS485, блок-преобразователь линий (БПЛ RS485-CAN), предназначенный для пересылки данных из двух гальванически развязанных линий RS485 в две гальванически развязанные линии CAN и наоборот, блок-преобразователь линий (БПЛ RS485-Ethernet), предназначенный для преобразования двух гальванически развязанных линии RS485 в две гальванически развязанные линии Ethernet и наоборот, блок-преобразователь линий (БПЛ RS485-RS485), предназначенный для пересылки данных двух гальванически развязанных линии RS485 в две гальванически развязанные линии RS485 и наоборот, блок связи с радиостанцией (БС-РС), предназначенный для передачи голосовых пожарных сигналов в локомотивную радиостанцию по линии связи ТУ-ТС, модернизированный блок связи с датчиками давления (БС-ДД), предназначенный для контроля положения пневматических кранов и передачи контролируемых данных в систему по двум парам линии связи RS485, ЦБУ соединен с монитором и через линию связи 2х RS485-250 Кбит - с БПЛ RS485-CAN, БПЛ RS485-RS485, БПЛ RS485-Ethernet, БС-РС и БКТБ, а через линию связи 2х RS485-57 Кбит - с БС-СИ2, БС-ДД, БСП и БВС.The closest analogue in technical essence, taken as a prototype of the claimed invention, is a microprocessor control and diagnostic system for an electric train (RU 2733594, publ. 10/05/2020, B60L 15/32), containing a monitor designed to display current information about the measured parameters of the electric train and emergency messages, a contactor control unit (BUK), designed to turn on / off eight contactors or relays with a rated voltage of 50 to 110 V and a current of 1.2 A, in accordance with the received commands, a communication unit with the console (BSP), designed to input into the system of 40 discrete signals (voltage 5 V) from the locomotive controls installed on the control panel, the input signal unit (IU), designed to input into the system 16 discrete signals from the control circuits of locomotives with a rated voltage of 50 or 110 V; voltage-to-code converter (PNKV), designed to convert input voltages into a code signal in order to transfer it via the RS485 interface to the system, a communication unit with pressure sensors (BS-DD), designed to convert voltages from pressure sensors into a serial code and transfer them into the system via two pairs of the RS485 communication line, as well as for measuring the insulation resistance of the control circuits relative to the body of the electric train, the central control unit (CBU), the monitor is equipped with automatic control and diagnostic units, the BKTB axle box temperature control unit, designed to measure the resistance value of the temperature sensor, calculate temperature of the sensor by its resistance, detection of temperature sensor failures, data transmission with calculated temperature over two RS485 communication lines, line converter unit (RS485-CAN BPL), designed to transfer data from two galvanically isolated RS485 lines to two galvanically isolated CAN lines and on the contrary, the block line converter (RS485-Ethernet BPL) designed to convert two galvanically isolated RS485 lines into two galvanically isolated Ethernet lines and vice versa, line converter unit (RS485-RS485 BPL) designed to transfer data from two galvanically isolated RS485 lines to two galvanically isolated RS485 line and vice versa, a communication unit with a radio station (BS-RS), designed to transmit voice fire signals to a locomotive radio station via a TU-TS communication line, an upgraded communication unit with pressure sensors (BS-DD), designed to control the position of pneumatic valves and transmission of controlled data to the system via two pairs of RS485 communication lines, the CBU is connected to the monitor and via a 2x RS485-250 Kbit communication line - with RS485-CAN UPL, RS485-RS485 UPL, RS485-Ethernet UPL, BS-RS and BKTB, and through communication line 2x RS485-57 Kbit - with BS-SI2, BS-DD, BSP and BVS.

Недостатком указанного решения являются:The disadvantage of this solution are:

- ЦБУ соединен с монитором через линию связи RS485, имеющую низкую скорость;- The CBU is connected to the monitor via an RS485 communication line having a low speed;

- ограниченный набор интерфейсов ЦБУ, что делает необходимым применение дополнительных преобразователей для связи с вагонным оборудованием;- a limited set of CBU interfaces, which makes it necessary to use additional converters for communication with car equipment;

- информация, связанная с управлением поездом, и вспомогательная информация передаются по одному и тому же интерфейсу;- information related to train control and auxiliary information are transmitted over the same interface;

- отсутствуют связь с системой видеонаблюдения и возможность отображения информации от системы видеонаблюдения на мониторе.- there is no connection with the video surveillance system and the ability to display information from the video surveillance system on the monitor.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в интеграции систем различного назначения в единый комплекс, оптимизации их конструктивного исполнения и сокращения номенклатуры комплектующих, повышении надежности и обеспечении контроля состояния систем и составных частей электропоезда.The technical result of the invention consists in integrating systems for various purposes into a single complex, optimizing their design and reducing the range of components, improving reliability and monitoring the state of systems and components of the electric train.

Поставленная задача решается за счет применения комплексной системы управления и диагностики (КСУиД) моторвагонного подвижного состава, содержащей:The task is solved through the use of an integrated control and diagnostic system (KSUiD) of multiple unit rolling stock, containing:

- по меньшей мере один дисплей, встроенный в унифицированный пульт управления (УПУ) в головном вагоне и предназначенный для отображения диагностической информации, информации о параметрах движения, а также информации от видеокамер системы видеонаблюдения,- at least one display built into the unified control panel (UCP) in the head car and designed to display diagnostic information, information about motion parameters, as well as information from video cameras of the video surveillance system,

- устройство мониторинга и контроля (УМК), установленное в УПУ и предназначенное для управления системами,- a monitoring and control device (UMC) installed in the UPU and designed to control systems,

- контроллер машиниста (КМ), предназначенный для изменения направления движения и регулирования тягового и тормозного усилия,- driver controller (KM), designed to change the direction of movement and control traction and braking force,

- контроллер пневматического тормоза (КПТ), предназначенный для задания режимов пневматического торможения,- pneumatic brake controller (PBT), designed to set the pneumatic braking modes,

- панели с органами управления,- control panels

- блок резервного управления (БРУ), предназначенный для управления электропоездом в случае отказа основных органов управления,- a backup control unit (BRU) designed to control the electric train in the event of a failure of the main controls,

- блок тормоза безопасности электропоезда (БТБЭ), предназначенный для формирования электрической цепи безопасности (ЭЦБ),- electric train safety brake unit (BTBE), designed to form an electrical safety circuit (ESB),

- устройство отключения модуля экстренного торможения (УОМЭТ), установленное в каждом вагоне,- a device for disabling the emergency braking module (UOMET) installed in each car,

- адаптер УПУ, предназначенный для ввода и формирования дискретных сигналов,- UPA adapter designed for input and formation of discrete signals,

- адаптеры вагонные АВ-У, предназначенные для управления вагонным оборудованием и связи с КМ,- wagon adapters AV-U, designed to control wagon equipment and communicate with CM,

- счетчик электрической энергии (СЭЭ), установленный в моторном вагоне, для измерения тока, напряжения и расчета потребляемой электроэнергии и передачи данных по каналу RS485,- an electric energy meter (ESE) installed in a motor car for measuring current, voltage and calculating the consumed electricity and transmitting data via the RS485 channel,

- контроллер головной, предназначенный для задания режимов работы пожарно-охранной сигнализации и опроса состояния контроллеров вагонных,- the head controller, designed to set the operating modes of the fire and security alarm and poll the state of the car controllers,

- контроллеры вагонные, установленные в каждом вагоне и предназначенные для контроля состояния охранных и пожарных шлейфов,- car controllers installed in each car and designed to monitor the state of security and fire loops,

- сервер видеонаблюдения, предназначенный для хранения видеоинформации,- a video surveillance server designed to store video information,

- по меньшей мере один видеорегистратор в каждом вагоне,- at least one video recorder in each carriage,

- управляемые коммутаторы, установленные в каждом вагоне и обеспечивающие работу поездной коммуникационной сети (ПКС), построение карты оборудования электропоезда, резервирование поездной шины Ethernet и диагностику работы ПКС.- managed switches installed in each car and ensuring the operation of the train communication network (PCN), building a map of the equipment of the electric train, redundant train Ethernet bus and diagnosing the operation of the PCN.

Сущность заявляемого технического решения, реализуемость и возможность промышленного применения поясняется чертежом.The essence of the proposed technical solution, the feasibility and the possibility of industrial application is illustrated by the drawing.

На фигуре 1 представлена структурная схема КСУиД моторвагонного подвижного состава, гдеThe figure 1 shows a block diagram of the KSUiD multiple unit rolling stock, where

1 - дисплей машиниста;1 - driver display;

2 - дисплей системы видеонаблюдения (дисплей СВН);2 - display of the video surveillance system (SVN display);

3 - устройство мониторинга и контроля (УМК);3 - monitoring and control device (UMC);

4 - сервер системы видеонаблюдения (сервер СВН);4 - video surveillance system server (SVN server);

5 - коммутатор SW;5 - SW switch;

6 - адаптер УПУ;6 - UPU adapter;

7 - панели УПУ;7 - UPU panels;

8 - блок тормоза безопасности электропоезда (БТБЭ);8 - electric train safety brake block (BTBE);

9 - блок резервного управления (БРУ);9 - standby control unit (BRU);

10 - контроллер машиниста (КМ);10 - driver controller (KM);

11 - контроллер пневматического тормоза (КПТ);11 - pneumatic brake controller (KPT);

12 - коммутаторы SW(1);12 - switches SW(1);

13 - коммутаторы SW(2);13 - switches SW(2);

14 - система видеонаблюдения (СВН);14 - video surveillance system (SVN);

15 - адаптер вагонный АВ-У;15 - wagon adapter AV-U;

16 - вагонное оборудование;16 - carriage equipment;

17 - устройство отключения модуля экстренного торможения (УОМЭТ);17 - device for disabling the emergency braking module (UOMET);

18 - безопасный локомотивный объединенный комплекс БЛОК;18 - safe locomotive united complex BLOCK;

19 - приставка к крану машиниста (ПКМ);19 - attachment to the driver's crane (PKM);

20 - контроллер головной (КГ);20 - head controller (KG);

21 - пульт управления оператора (ПУО);21 - operator control panel (PUO);

22 - контейнер тормозного оборудования (КТО);22 - brake equipment container (CTO);

23 - контроллер вагонный (КВ);23 - wagon controller (KV);

24 - извещатели пожарные (ИП);24 - fire detectors (IP);

25 - счетчик электрической энергии СЭЭ;25 - electric energy meter SEE;

26 - блок управления тяговым преобразователем (БУТП).26 - traction converter control unit (BUTP).

КСУиД моторвагонного подвижного состава состоит из следующих систем, обеспечивающих основные функции по управлению и контролю движения поезда, перечисленные в порядке понижения иерархии:CM&MS of multiple unit rolling stock consists of the following systems that provide the main functions for the control and monitoring of train movement, listed in descending order of hierarchy:

- система автоматизированного энергооптимального ведения электропоезда по графику движения (система автоматизированного ведения, CAB);- a system for automated energy-optimal guidance of an electric train according to a schedule (automated guidance system, CAB);

- система управления пневматическим торможением (СИТЭП);- pneumatic braking control system (SITEP);

- блок резервного управления (БРУ);- backup control unit (BRU);

- система управления работой вспомогательного оборудования;- auxiliary equipment operation control system;

- системы, осуществляющие контроль технического состояния электропоезда и информационного обеспечения машиниста и пассажиров электропоезда:- systems that monitor the technical condition of the electric train and information support for the driver and passengers of the electric train:

- система интеллектуальной диагностики (СИД);- intelligent diagnostics system (SID);

- система информационная транспорта (СИТ);- information transport system (ITS);

- поездная коммуникационная сеть (ПКС);- train communication network (PCN);

- система записи информации о характеристиках поездки, особенностях работы оборудования в электронную память и передачи информации по радиоканалу причастным службам (система регистрации - CP);- a system for recording information about the characteristics of the trip, the features of the operation of the equipment in electronic memory and transmitting information via radio to the involved services (registration system - CP);

- система видеонаблюдения (СВН);- video surveillance system (SVN);

- система пожарно-охранной сигнализации (ПОС);- fire alarm system (POS);

- система учета электропотребления электропоездом (СУЭПП);- electric train power consumption metering system (SUEPP);

- унифицированный пульт управления (УПУ) с органами управления (ОУ) и средствами отображения информации (СОИ). Основными СОИ являются дисплеи и индикаторы, размещенные на панелях УПУ.- a unified control panel (UCP) with controls (OS) and information display facilities (IDS). The main SIDS are displays and indicators placed on the panels of the control panel.

Система автоматизированного ведения поезда (CAB) обеспечивает автоматизированное энергооптимальное ведение электропоезда по перегонам и станциям, осуществляет информационное обеспечение машиниста всей необходимой информацией для ведения электропоезда.The system of automated train guidance (CAB) provides automated energy-optimal guidance of the electric train along the hauls and stations, provides information to the driver with all the necessary information for driving the electric train.

В состав CAB входят:The CAB includes:

- устройство мониторинга и контроля (УМК) 3 - основной блок комплекса, установленный в унифицированном пульте управления (УПУ) в головном вагоне и обеспечивающий взаимодействие систем;- monitoring and control device (UMC) 3 - the main unit of the complex, installed in a unified control panel (UCP) in the head car and ensuring the interaction of systems;

- контроллер машиниста (КМ) 10, установленный в УПУ в головном вагоне и соединенный с УМК 3 по отдельной линии CAN, обеспечивающей помехоустойчивость передачи данных, и формирующий следующие команды: изменение направления движения, плавное регулирование тягового и тормозного усилия;- the driver's controller (CM) 10, installed in the control unit in the head car and connected to the control unit 3 via a separate CAN line, which provides noise immunity for data transmission, and generates the following commands: changing the direction of movement, smooth regulation of traction and braking force;

- органы управления движением электропоезда на УПУ, функционально разбитые на группы и размещенные на отдельных панелях 7 УПУ. Панели 7 оснащены клавишами с нанесенными на них мнемознаками, имеющими подсветку, которая при активации клавиши меняет цвет. Все панели объединены с УМК 3 в единую сеть CAN;- controls for the movement of the electric train on the control unit, functionally divided into groups and placed on separate panels 7 of the control unit. Panels 7 are equipped with keys with mnemonics printed on them, which have a backlight, which changes color when the key is activated. All panels are combined with UMK 3 into a single CAN network;

- два дисплея машиниста (ДМ) 1, встроенные в УПУ в головном вагоне, которые через управляемый коммутатор SW 5 соединены с сетью Ethernet, благодаря чему на любом из дисплеев можно вывести как диагностическую информацию, информацию о параметрах движения поезда, а также информацию от видеокамер системы видеонаблюдения;- two driver displays (DM) 1 built into the control unit in the head car, which are connected to the Ethernet network through a controlled switch SW 5, so that any of the displays can display both diagnostic information, information about the train movement parameters, as well as information from video cameras video surveillance systems;

- адаптер 6 УПУ, установленный в УПУ в головном вагоне и обеспечивающий взаимодействие УПУ с оборудованием электропоезда по проводным каналам связи посредством формирования дискретных команд;- adapter 6 of the CCP, installed in the CCP in the head car and ensuring the interaction of the CCP with the equipment of the electric train via wired communication channels through the formation of discrete commands;

- адаптер вагонный АВ-У 15, установленный в каждом вагоне и подключенный к поездной линии CAN. В моторных вагонах обеспечивает управление блоком управления тягой и торможением (БУТП) 26.- wagon adapter AV-U 15 installed in each wagon and connected to the CAN train line. In motor cars, it provides control of the traction and braking control unit (BUTP) 26.

Система управления пневматическим торможением (СИТЭП) обеспечивает электрическое управление пневматическими и электропневматическими тормозами.The pneumatic braking control system (SITEP) provides electrical control of pneumatic and electro-pneumatic brakes.

В состав СИТЭП входят:SITEP includes:

- контроллер пневматического тормоза (КПТ) 11, установленный в УПУ в головном вагоне и предназначенный для задания режимов пневматического торможения;- pneumatic brake controller (PBT) 11, installed in the control unit in the head car and designed to set the pneumatic braking modes;

- приставка к крану машиниста (ПКМ) 19, установленная в УПУ в головном вагоне;- prefix to the driver's crane (PKM) 19, installed in the control unit in the head car;

- клапан цепи безопасности (КЦБ), установленный в головном вагоне и производящий разрядку тормозной магистрали темпом экстренного торможения;- safety circuit valve (SSC) installed in the head car and discharging the brake line at the rate of emergency braking;

- блок тормоза безопасности электропоезда (БТБЭ) 8, установленный в УПУ в головном вагоне, формирующий электрическую цепь безопасности (ЭЦБ), осуществляющий диагностику ЭЦБ и соединенный по линии CAN с УМК 3;- electric train safety brake unit (BTBE) 8, installed in the control unit in the head car, forming an electric safety circuit (ESC), carrying out ECB diagnostics and connected via CAN line with UMK 3;

- устройство отключения модуля экстренного торможения (УОМЭТ) 17, установленное в каждом вагоне, и служащее для отключения модуля экстренного торможения контейнера тормозного оборудования, если ЭЦБ деактивирована;- device for disabling the emergency braking module (UOMET) 17, installed in each car, and serving to disable the emergency braking module of the container of braking equipment, if the ECB is deactivated;

- ЭЦБ, проходящая через все вагоны;- ECB passing through all cars;

- контейнер тормозного оборудования (КТО) 22, установленный в каждом вагоне.- brake equipment container (KTO) 22 installed in each car.

Блок резервного управления (БРУ) 9 установлен в УПУ в головном вагоне и обеспечивает ручное управление электропоездом в случае выхода из строя основных ОУ.The backup control unit (BRU) 9 is installed in the control unit in the head car and provides manual control of the electric train in case of failure of the main OS.

Диагностирование системой интеллектуальной диагностики (СИД) реализуется в трех режимах: перед отправлением, в пути следования электропоезда и в условиях депо (в процессе и по окончании ремонта). Также предусмотрена функция самодиагностики в пути следования электропоезда с последующим выводом на ДМ 1 выявленной неисправности без запроса машиниста.Diagnosis by the intelligent diagnostic system (SID) is implemented in three modes: before departure, along the route of the electric train and in depot conditions (during and after the repair). A self-diagnosis function is also provided along the route of the electric train with the subsequent output to DM 1 of the detected malfunction without the request of the driver.

В состав СИД входят:The SID includes:

- УМК 3, установленный в УПУ в головном вагоне;- UMK 3, installed in the UPU in the head car;

- адаптер вагонный АВ-У 15, установленный в каждом вагоне и предназначенный для ввода дискретных сигналов и формирования дискретных выходных сигналов;- car adapter AV-U 15, installed in each car and designed for input of discrete signals and generation of discrete output signals;

- дисплей с видеокадром диагностики на УПУ.- display with a video frame of diagnostics on the UPU.

Система информационная транспорта (СИТ) включает в себя:Information transport system (ITS) includes:

- комплект оборудования оповещения и связи, обеспечивающий голосовое оповещение машинистом пассажиров, передачу голосовых сообщений пассажиром машинисту посредством пульта связи «пассажир-машинист» вагона, служебную голосовую связь между кабинами;- a set of warning and communication equipment that provides voice notification by the driver of passengers, the transmission of voice messages by the passenger to the driver through the communication panel "passenger-driver" of the car, service voice communication between the cabins;

- комплект оборудования визуального оповещения.- a set of visual warning equipment.

Поездная коммуникационная сеть (ПКС) объединяет отдельные компоненты электропоезда, обеспечивает передачу информационных и управляющих сигналов для реализации процессов регулирования, управления и диагностики по линиям CAN, Ethernet и RS-485. Включает в себя управляемые коммутаторы SW 5, 12, 13 и кабельную сеть.The train communication network (PCN) combines individual components of an electric train, provides the transmission of information and control signals for the implementation of regulation, control and diagnostics processes via CAN, Ethernet and RS-485 lines. Includes managed switches SW 5, 12, 13 and cable network.

В состав системы видеонаблюдения (СВН) 14 входят:The composition of the video surveillance system (SVN) 14 includes:

- дисплей 2 СВН с видеокадром видеонаблюдения, встроенный в УПУ в головном вагоне;- display 2 SVN with a video frame of video surveillance, built into the control unit in the head car;

- видеорегистраторы, установленные в каждом вагоне и обеспечивающие подключение видеокамер, запись и хранение видеоинформации от каждой камеры до 30 суток;- video recorders installed in each car and providing connection of video cameras, recording and storage of video information from each camera for up to 30 days;

- сервер 4 СВН, установленный в головных вагонах, обеспечивающий резервное копирование и хранение видеоинформации от видеорегистраторов до 7 суток, диагностику системы видеонаблюдения;- server 4 SVN, installed in the head cars, providing backup and storage of video information from video recorders for up to 7 days, diagnostics of the video surveillance system;

- видеокамеры антивандального исполнения для размещения внутри электропоезда;- vandal-proof video cameras for placement inside the electric train;

- внешние видеокамеры.- external video cameras.

Система пожарно-охранной сигнализации (ПОС) обеспечивает обнаружение и извещение об угрозе пожара в вагонах электропоезда, контроль доступа на электропоезд.The fire and security alarm system (POS) provides detection and notification of a fire threat in electric train cars, control of access to the electric train.

В состав ПОС входят:The POS includes:

- контроллер головной (КГ) 20, установленный в головных вагонах и производящий опрос состояния контроллеров вагонных (КВ) 23 по отдельной линии CAN;- head controller (KG) 20, installed in the head cars and polling the state of car controllers (KV) 23 via a separate CAN line;

- пульт управления оператора (ПУО) 21, установленный на УПУ и содержащий дисплей для вывода информации о состоянии ПОС и клавиатуру;- operator's control panel (OCP) 21, installed on the UPU and containing a display for displaying information about the status of the POS and a keyboard;

- контроллер вагонный (КВ) 23, установленный в каждом вагоне, обеспечивающий контроль состояния пожарных и охранных шлейфов;- car controller (KV) 23, installed in each car, providing control of the state of fire and security loops;

- извещатели пожарные (ИП) 24, установленные в каждом вагоне и формирующие сигнал тревоги для КВ в случае возникновения пожара или задымления.- fire detectors (IP) 24 installed in each car and generating an alarm for the HF in case of fire or smoke.

Система учета электропотребления поездом (СУЭПП) обеспечивает раздельное измерение расхода электроэнергии электропоезда на тягу, отопление и собственные нужды, измеряет потребляемый ток каждого моторного вагона и напряжение контактной сети и состоит из счетчика электрической энергии СЭЭ (25), соединенного с адаптером вагонным АВ-У по линии RS-485 и подключенных к нему токовых шунтов.The train power consumption metering system (SUEPP) provides separate measurement of electric train power consumption for traction, heating and auxiliary needs, measures the consumed current of each motor car and the voltage of the contact network and consists of an electric energy meter SEE (25) connected to an AV-U wagon adapter via RS-485 line and current shunts connected to it.

На панелях 7 управления УПУ размещены СОИ и ОУ основным и вспомогательными оборудованием.On the control panels 7 of the control unit, the SDI and the OS of the main and auxiliary equipment are placed.

КСУиД моторвогонного работает следующим образом: в режиме ручного ведения электропоезда КМ 10 по линии CAN передает в УМК 3 данные о положении реверсивной и главной рукояток. УМК 3, анализируя эти данные, а также данные от безопасного локомотивного объединенного комплекса БЛОК 18, формирует команду управления тягой или торможением и по поездной линии CAN передает ее в адаптеры вагонные АВ-У 15, установленные в каждом вагоне. В случае отказа основных органов управления, формирование команд управления тягой или торможением переходит к БРУ 9. В случае необходимости применения пневматического торможения может быть задействован КПТ 11, который посредством ПКМ 19 воздействует непосредственно на кран машиниста. Адаптер вагонный АВ-У моторного вагона в свою очередь передает полученные данные в БУТП 26. Адаптер вагонный АВ-У 15 по дискретным входам получает диагностическую информацию о состоянии вагонного оборудования 16, а по линии RS-485 от СЭЭ 25 информацию о напряжении сети, потребленной электроэнергии и передает полученную информацию по сети Ethernet в УМК 3 через коммутаторы SW 5, 12, 13. К сети Ethernet также подключены сервер 4 СВН, СВН 14, ДМ 1, дисплей 2 СВН, осуществляющие запись, демонстрацию на дисплеях и резервное архивирование видеоинформации. Для формирования дискретных команд управления электропоездом служит адаптер УПУ 6, которым управляет УМК 3 по отдельной линии CAN. К этой же линии CAN подсоединены панели 7 УПУ с органами управления и БТБЭ 8. БТБЭ 8 формирует напряжение ЭЦБ и контролирует ее состояние. В случае обрыва ЭЦБ БТБЭ 8 вызывает срабатывание клапана цепи безопасности. В каждом вагоне к обратному проводу ЭЦБ подключено УОМЭТ 17, которое формирует сигнал экстренного торможения для КТО 22 в случае разрыва ЭЦБ. УОМЕТ 17 также позволяет отключить модуль экстренного торможения КТО 22 в случае невозможности устранения неисправности ЭЦБ или в случае перегона вагона не в составе поезда. Состояние пожарных и охранных шлейфов, в том числе состояние ИП 24, контролируется КВ 23, которые располагаются в каждом вагоне. Общая информация поступает в КГ 20 и отображается на ПУО 21. К отдельному входу RS-485 УМК 3 от КГ 20 поступает информация для возможности отображения состояния системы пожарно-охранной сигнализации на экране ДМ 1.The KSUiD of the motorized train works as follows: in the manual driving mode of the KM 10 electric train, it transmits data on the position of the reverse and main handles to the UMK 3 via the CAN line. UMK 3, analyzing these data, as well as data from the safe locomotive integrated complex BLOCK 18, generates a command to control traction or braking and transmits it via the CAN train line to the car adapters AV-U 15 installed in each car. In case of failure of the main controls, the formation of traction or braking control commands goes to the BRU 9. If it is necessary to use pneumatic braking, the KPT 11 can be activated, which, through the PKM 19, acts directly on the driver's crane. The wagon adapter AV-U of the motor car, in turn, transmits the received data to the BUTP 26. The wagon adapter AV-U 15 receives diagnostic information about the state of the car equipment 16 via discrete inputs, and information about the mains voltage consumed by the SEE 25 via the RS-485 line electricity and transmits the received information via the Ethernet network to the UMK 3 through the switches SW 5, 12, 13. The server 4 SVN, SVN 14, DM 1, the display 2 SVN, which record, display on displays and backup archiving of video information, are also connected to the Ethernet network. For the formation of discrete commands to control the electric train, the UPU 6 adapter is used, which is controlled by the UMK 3 via a separate CAN line. UPU panels 7 with controls and BTBE 8 are connected to the same CAN line. BTBE 8 generates the ECB voltage and controls its condition. In the event of a break in the ECB, BTBE 8 triggers the safety circuit valve. In each car, UOMET 17 is connected to the return wire of the ECB, which generates an emergency braking signal for KTO 22 in the event of an ECB break. UOMET 17 also allows you to disable the KTO 22 emergency braking module if it is impossible to eliminate the malfunction of the ECB or in the event of a carriage not being part of a train. The state of fire and security loops, including the state of IP 24, is controlled by KV 23, which are located in each car. General information enters KG 20 and is displayed on the control unit 21. Information is received from KG 20 to a separate input RS-485 UMK 3 from KG 20 to be able to display the state of the fire and security alarm system on the screen DM 1.

Комплексная система управления и диагностики может быть изготовлена приборостроительным предприятием с применением электронных компонентов и блоков, выпускаемых промышленностью.A complex control and diagnostic system can be manufactured by an instrument-making enterprise using electronic components and blocks produced by the industry.

Разработан эскизный проект комплекса, изготовлен макетный образец унифицированного пульта управления и проведено моделирование комплексной системы управления и диагностики, реализующее описанное выше техническое решение.A draft design of the complex has been developed, a prototype of a unified control panel has been made, and a simulation of an integrated control and diagnostic system has been carried out, which implements the technical solution described above.

Повышение надежности и обеспечение контроля состояния систем и составных частей электропоезда заключается в интеграции систем различного назначения в единый комплекс, оптимизации их конструктивного исполнения и сокращения номенклатуры комплектующих.Improving the reliability and monitoring the state of systems and components of an electric train consists in integrating systems for various purposes into a single complex, optimizing their design and reducing the range of components.

В отличие от прототипа в предложенном техническом решении реализован оптимальный набор интерфейсов основного вычислителя для связи с блоками систем комплекса без промежуточных преобразователей, разделение интерфейсов цепей управления и интерфейсов вспомогательной (диагностической) информации с целью повышения надежности, наличие связи с системой пожарно-охранной сигнализации и системой видеонаблюдения с возможностью обработки и отображения оперативной информации на дисплее машиниста.Unlike the prototype, the proposed technical solution implements an optimal set of main computer interfaces for communication with the system units of the complex without intermediate converters, separation of control circuit interfaces and auxiliary (diagnostic) information interfaces in order to increase reliability, communication with the fire alarm system and the system video surveillance with the ability to process and display operational information on the driver’s display.

Заявленное техническое решение имеет отличия от наиболее близких аналогов, соответственно, оно удовлетворяет условию патентоспособности изобретения «новизна».The claimed technical solution differs from the closest analogues, respectively, it satisfies the condition of patentability of the invention "novelty".

Техническое решение явным образом не следует из уровня техники. Кроме того, в процессе патентного поиска не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного технического решения.The technical solution does not explicitly follow from the prior art. In addition, in the process of patent search, no technical solutions have been identified that have features that coincide with the distinguishing features of the claimed technical solution.

Заявленное техническое решение технически осуществимо, промышленно реализуемо на приборостроительном предприятии, проведенные испытания подтверждают достижения заявленного технического результата. В связи с этим заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The claimed technical solution is technically feasible, industrially feasible at an instrument-making enterprise, the tests carried out confirm the achievement of the claimed technical result. In this regard, the claimed technical solution meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims (3)

1. Комплексная система управления и диагностики моторвагонного подвижного состава, содержащая по меньшей мере один дисплей, встроенный в унифицированный пульт управления (УПУ), связанное с сетью Ethernet устройство мониторинга и контроля (УМК), контроллер машиниста, контроллер пневматического тормоза, адаптер УПУ, установленный в УПУ, панели с органами управления, установленные на УПУ и связанные с УМК единой сетью CAN, адаптеры вагонные АВ-У, соединенные с УМК поездной линией CAN и Ethernet, счетчик электрической энергии, отличающаяся тем, что дополнительно введены блок тормоза безопасности электропоезда, блок резервного управления, контроллеры вагонные, связанные между собой через отдельную линию CAN, контроллер головной, сервер видеонаблюдения, по меньшей мере один видеорегистратор в каждом вагоне электропоезда, устройство отключения модуля экстренного торможения, управляемые коммутаторы.1. An integrated control and diagnostic system for multi-unit rolling stock, containing at least one display built into a unified control panel (UCD), a monitoring and control device (MCD) connected to an Ethernet network, a driver controller, a pneumatic brake controller, a CCD adapter installed in the control unit, panels with controls installed on the control unit and connected to the control unit by a single CAN network, wagon adapters AV-U connected to the control unit by a CAN and Ethernet train line, an electric energy meter, characterized in that an electric train safety brake unit is additionally introduced, a block backup control, car controllers connected to each other via a separate CAN line, a head controller, a video surveillance server, at least one video recorder in each car of an electric train, an emergency braking module disconnection device, controlled switches. 2. Комплексная система управления и диагностики моторвагонного подвижного состава по п. 1, отличающаяся тем, что блок тормоза безопасности электропоезда, блок резервного управления, контроллер головной, сервер видеонаблюдения установлены в головном вагоне.2. Integrated control and diagnostic system for multi-unit rolling stock according to claim 1, characterized in that the electric train safety brake unit, backup control unit, head controller, video surveillance server are installed in the head car. 3. Комплексная система управления и диагностики моторвагонного подвижного состава по п. 1, отличающаяся тем, что контроллеры вагонные, устройство отключения модуля экстренного торможения, управляемые коммутаторы установлены в каждом вагоне.3. An integrated control and diagnostic system for multi-unit rolling stock according to claim 1, characterized in that the controllers are car controllers, the emergency braking module shutdown device, and controlled switches are installed in each car.
RU2022129122A 2022-11-08 Integrated system for control and diagnosis of multiple unit RU2790985C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2790985C1 true RU2790985C1 (en) 2023-03-01

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046778B2 (en) * 2015-11-10 2018-08-14 General Electric Company Vehicle communication system
RU185070U1 (en) * 2018-08-17 2018-11-19 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" ELECTRIC TRAIN
RU2733594C2 (en) * 2018-09-27 2020-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Microprocessor control and diagnostics system of electric train
RU2741152C2 (en) * 2018-12-29 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") System of video surveillance and passenger notification on an electric train

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046778B2 (en) * 2015-11-10 2018-08-14 General Electric Company Vehicle communication system
RU185070U1 (en) * 2018-08-17 2018-11-19 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" ELECTRIC TRAIN
RU2733594C2 (en) * 2018-09-27 2020-10-05 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") Microprocessor control and diagnostics system of electric train
RU2741152C2 (en) * 2018-12-29 2021-01-22 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ САУТ" (ООО "НПО САУТ") System of video surveillance and passenger notification on an electric train

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2403162C1 (en) Multilevel control system to provide train traffic safety at major railway stations
RU2420418C2 (en) Complex locomotive safety device
RU2369509C1 (en) System of switching automatic cab signalling
CN110733540B (en) Full-automatic unmanned train vehicle section delivery method
CN102081402A (en) Vehicle-mounted control and diagnosis system for medium-low speed maglev train
RU2475396C1 (en) Safe integrated locomotive complex
RU102345U1 (en) COMPREHENSIVE MANEUVER LOCOMOTIVE MANAGEMENT SYSTEM
KR102212959B1 (en) Integrated switchboard system for railway vehicles
CN109532955A (en) A kind of micro- rail dispatch control method and system
CN110901700A (en) Straddle type monorail vehicle train network control system
RU127345U1 (en) MICROPROCESSOR CONTROL AND DIAGNOSTIC SYSTEM OF A LOCOMOTIVE LOCOMOTIVE WITH A HYBRID DRIVE
RU2733594C2 (en) Microprocessor control and diagnostics system of electric train
RU116114U1 (en) MICROPROCESSOR MANAGEMENT AND DIAGNOSTIC SYSTEM OF LOCOMOTIVE
KR20140017157A (en) A crewless service system for railway car
RU2790985C1 (en) Integrated system for control and diagnosis of multiple unit
CN114148384A (en) Tramcar operation control system
CN112829774B (en) Electric screen cabinet for rail transit vehicle and state monitoring method
CN210653094U (en) Electrical control system of railway maintenance car
DE3832443A1 (en) Device for vehicle control of railway trains
RU2577196C1 (en) Method of transmitting information messages in microprocessor control and diagnostic systems
RU2508218C1 (en) Train control system
CN114715225B (en) Unmanned system of maglev train
WO2013184026A1 (en) Microprocessor system for controlling and diagnosing a locomotive with a hybrid drive system
CN115973222A (en) Redundancy method, device and system for train head and tail vehicle-mounted signal system device
RU2401217C1 (en) Multilevel control system to provide train traffic safety in shunting depots