RU86319U1

RU86319U1 - SYSTEM OF CONTROL OF POTENTIALLY HAZARDOUS SECTIONS OF RAILWAY WITH USE OF REMOTE SENSING DATA OF THE EARTH

Info

Publication number: RU86319U1
Application number: RU2009115803/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Наумович Розенберг; Николай Владимирович Сазонов; Степан Владимирович Духин; Максим Максимович Железнов; Александр Сергеевич Василейский; Алексей Игоревич Карелов; Алексей Юрьевич Макаров; Наталья Вячеславовна Чернова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД")
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Система контроля потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли, содержащая устройство радиолокационной съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите и связанное посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, соединенным с блоком памяти, выход устройства приема информации через блок обработки информации соединен с процессором первого персонального компьютера, отличающаяся тем, что в нее введены устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, второй, третий, четвертый и пятый персональные компьютеры, установленные соответственно на автоматизированных рабочих местах работника инженерно-геологической базы, поездного диспетчера, работника службы пути, на мобильном автоматизированном рабочем месте, формирователь цифровой карты потенциально опасных участков местности, формирователь цифровой карты рисков, передающий блок и два приемных блока, при этом устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, соединено посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, процессор первого персонального компьютера соединен с формирователем цифровой карты потенциально опасных участков местности, который подключен к процессору второго персонального компьютера, соединенного с блоком памяти, в который записана геоинформационная база данных, с процессором четвертого персонального компьютера и пятым персональным компьютером, процессор второго персонального компьютера чA system for monitoring potentially dangerous sections of a railway track using Earth remote sensing data, comprising a radar imagery device mounted on an artificial Earth satellite in orbit and connected via a satellite channel to an information receiving device connected to a memory unit, an information receiving device output through the unit information processing is connected to the processor of the first personal computer, characterized in that the optical device is inserted into it the second survey, installed on an artificial Earth satellite in orbit, the second, third, fourth and fifth personal computers installed respectively on the automated workstations of an engineering and geological base worker, train dispatcher, track service worker, on a mobile computer workstation, digital shaper maps of potentially hazardous areas, a digital risk map shaper, a transmitting unit and two receiving units, while an optical shooting device installed and an artificial Earth satellite in orbit is connected via a satellite channel to an information receiving device, the processor of the first personal computer is connected to the digital map generator of potentially dangerous terrain, which is connected to the processor of the second personal computer connected to the memory unit in which the geographic information a database with a fourth personal computer processor and a fifth personal computer, a second personal computer processor h

Description

Полезная модель относится к системам дистанционного зондирования Земли и может быть использована для контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути.The utility model relates to Earth remote sensing systems and can be used to control potentially dangerous sections of the railway.

Известен способ дистанционного зондирования Земли (RU 2285278, G01V 11/00, 10.10.2006), применяющийся при выявлении динамически напряженных зон земной коры, с использованием комплексных методов разведки. В заявленном способе дистанционного зондирования при выявлении динамически напряженных зон земной коры, съемку производят с борта космического аппарата с помощью оптических систем высокого разрешения либо посредством многоспектрального сканера.A known method of remote sensing of the Earth (RU 2285278, G01V 11/00, 10/10/2006), used to identify dynamically stressed zones of the earth's crust, using complex methods of exploration. In the claimed method of remote sensing when detecting dynamically stressed zones of the earth's crust, shooting is carried out from the spacecraft using high-resolution optical systems or through a multispectral scanner.

Существующий способ не дает лицу, принимающему решение, информации о происходящих незначительных смещениях земной поверхности.The existing method does not give the decision maker information about the occurring minor displacements of the earth's surface.

Известен способ кадастрового учета земель со сложным рельефом методом оптической стереосъемки (RU 2255357, G01V 9/00, G01C 7/00, 06.27.2005). Заявленный способ включает съемку запланированных участков местности с борта космического аппарата, в результате которой получают массив цифровых моделей местности с высоким пространственным разрешением. Матрицу цифровой модели участка местности разбивают на фрагменты. Вычисляют двумерный пространственный спектр и рассчитывают автокорреляционную функцию сигнала каждого фрагмента. Площадь рельефа определяют численным интегрированием по специализированной программе для ПЭВМ поверхностного интеграла S=S[b(x), b(y)] в зависимости от расчетных координат b(x), b(y).A known method of cadastral registration of lands with complex terrain by optical stereo imaging (RU 2255357, G01V 9/00, G01C 7/00, 06.27.2005). The claimed method includes shooting the planned terrain from the spacecraft, resulting in an array of digital terrain models with high spatial resolution. The matrix of the digital model of the terrain is divided into fragments. A two-dimensional spatial spectrum is calculated and the autocorrelation function of the signal of each fragment is calculated. The relief area is determined by numerical integration according to a specialized program for a PC of the surface integral S = S [b (x), b (y)] depending on the calculated coordinates b (x), b (y).

Заявленный способ не предусматривает применения его для расчета величины подвижки на участках местности с медленно развивающимися потенциально опасными явлениями.The claimed method does not provide for its use to calculate the magnitude of the movement in areas with slowly developing potentially dangerous phenomena.

В качестве прототипа системы определения потенциально-опасных участков железнодорожного пути принято изобретение (RU 2260742, F17D 5/02, 09.20.2005) «Способ дистанционного контроля состояния трубопровода в зоне вечной мерзлоты», в котором дистанционное зондирование трассы пролегания трубопровода осуществляют путем проведения радиолокационной интерферометрической съемки с повторяющихся орбит космических аппаратов. При этом для каждого из элементов радиолокационных изображений, полученных в разные моменты времени, определяют разность фаз сигналов, содержащую информацию о перемещениях отражающей поверхности и рельефе. В результате достигается своевременное дистанционное обнаружение потенциально опасных мест трассы трубопровода.The invention (RU 2260742, F17D 5/02, 09.20.2005) “A method for remote monitoring of the state of a pipeline in the permafrost zone”, in which remote sensing of a pipeline’s route is carried out by means of radar interferometric, is adopted as a prototype of a system for determining potentially hazardous sections of a railway track. shooting from the repeating orbits of spacecraft. Moreover, for each of the elements of the radar images obtained at different points in time, determine the phase difference of the signals containing information about the movements of the reflecting surface and the relief. As a result, timely remote detection of potentially dangerous places along the pipeline route is achieved.

Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности оценки риска воздействия потенциально-опасных природно-техногенных явлений на железнодорожную инфраструктуру путем анализа спутниковых данных ДЗЗ, данных наземного обследования и ретроспективных данных о происшествиях на дороге в ГИС.A disadvantage of the known technical solution is the inability to assess the risk of the impact of potentially dangerous natural and technological phenomena on the railway infrastructure by analyzing satellite remote sensing data, ground survey data and retrospective data on road accidents in the GIS.

Технический результат в заявленной системе контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути заключается в создании и ведении цифровой карты риска опасных участков, создании системы передачи информации для выработки оперативных мер безопасности, возможности проведения предупредительных работ на неустойчивых местах земляного полотна железнодорожной линии.The technical result in the claimed control system of potentially dangerous sections of the railway track consists in creating and maintaining a digital map of the risk of dangerous sections, creating a system for transmitting information to develop operational security measures, and the possibility of carrying out preventive work on unstable places of the subgrade of the railway line.

Технический результат полезной модели достигается тем, что в систему контроля потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли, содержащую устройство радиолокационной съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите и связанное посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, соединенным с блоком памяти, выход устройства приема информации через блок обработки информации соединен с процессором первого персонального компьютера, согласно предложению введены устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, второй, третий, четвертый и пятый персональные компьютеры, установленные соответственно на автоматизированных рабочих местах работника инженерно-геологической базы, поездного диспетчера, работника службы пути, на мобильном автоматизированном рабочем месте, формирователь цифровой карты потенциально опасных участков местности, формирователь цифровой карты рисков, передающий блок и два приемных блока, при этом устройство оптической съемки, установленное на искусственном спутнике Земли, находящемся на орбите, соединено посредством канала спутниковой связи с устройством приема информации, процессор первого персонального компьютера соединен с формирователем цифровой карты потенциально опасных участков местности, который подключен к процессору второго персонального компьютера, соединенного с блоком памяти, в который записана геоинформационная база данных, с процессором четвертого персонального компьютера и пятым персональным компьютером, процессор второго персонального компьютера через формирователь карты рисков соединен с передающим блоком, который по каналам связи соединен с первым и вторым приемными блоками, при этом выход первого приемного блока подключен к четвертому процессору четвертого персонального компьютера, а выход второго приемного блока соединен с процессором третьего персонального компьютера, выход процессора второго персонального компьютера соединен посредством канала связи с управляющим входом устройства приема информации.The technical result of the utility model is achieved by the fact that in the monitoring system of potentially dangerous sections of the railway track using remote sensing data of the Earth, containing a radar imagery device mounted on an artificial Earth satellite in orbit and connected via a satellite channel to an information receiving device connected to a memory unit, the output of the information receiving device through the information processing unit is connected to the processor of the first personal computer Uter, according to the proposal, an optical imaging device installed on an artificial Earth satellite in orbit, a second, third, fourth and fifth personal computers installed respectively at the automated workstations of an engineering and geological base employee, train dispatcher, track service employee, were installed on a mobile workstation, digital map generator of potentially hazardous areas, digital risk map generator, transmitting unit and two receiving units wherein the optical shooting device mounted on an artificial Earth satellite in orbit is connected via a satellite channel to an information receiving device, the processor of the first personal computer is connected to a digital map driver of potentially hazardous areas, which is connected to the processor of the second personal computer connected with a memory unit in which the geographic information database is recorded, with a processor of the fourth personal computer and the fifth personal by a computer, the processor of the second personal computer is connected through the risk map driver to the transmitting unit, which is connected via channels of communication to the first and second receiving units, while the output of the first receiving unit is connected to the fourth processor of the fourth personal computer, and the output of the second receiving unit is connected to the processor of the third personal computer, the output of the processor of the second personal computer is connected via a communication channel to the control input of the information receiving device.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли.The drawing shows a diagram of the proposed control system of potentially hazardous sections of the railway using data from remote sensing of the Earth.

Система контроля потенциально-опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли содержит устройство оптической съемки 1 и устройство радиолокационной съемки 2, установленные на искусственных спутниках Земли, находящихся на орбите, связанные посредством каналов спутниковой связи 5 и 6 с устройством 3 приема информации со спутников, устройство 3 соединено с блоком 4 памяти, выход устройства 3 через блок 7 обработки информации соединен с процессором 8 первого персонального компьютера (ПК), выход которого связан с входом формирователя 9 цифровой карты потенциально опасных участков, выход которого соединен с входом процессора 10 второго ПК работника инженерно-геологической базы, первый выход которого соединен с входом формирователя 13 карты рисков, второй выход соединен с входом устройства 3, вход процессора 10 второго ПК соединен с выходом блока 11 ввода информации, первый вход/выход соединен с блоком 12 памяти, второй вход/выход соединен с процессором 19 четвертого ПК работника службы пути, третий вход/выход соединен через канал 22 связи с персональным компьютером 20 мобильного автоматизированного рабочего места, выход формирователя 13 карты рисков через передающий блок 14 соединен с помощью канала связи 25 с блоком 15 приема и с помощью канала связи 24 с блоком 18 приема, выход блока 15 приема соединен с входом процессора 17 третьего ПК автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, соединенного с блоком 16 ввода информации, выход блока 18 приема соединен с входом процессора 19 четвертого ПК автоматизированного рабочего места работника службы пути, выход которого соединен с входом блока 21 вывода информации.The system for monitoring potentially dangerous sections of the railway track using the Earth’s remote sensing data includes an optical imaging device 1 and a radar imaging device 2 installed on artificial Earth satellites in orbit, connected via satellite channels 5 and 6 to the device 3 for receiving information from satellites , the device 3 is connected to the memory unit 4, the output of the device 3 through the information processing unit 7 is connected to the processor 8 of the first personal computer (PC), exit which is connected to the input of the shaper 9 of a digital map of potentially dangerous sections, the output of which is connected to the input of the processor 10 of the second PC of the geotechnical base worker, the first output of which is connected to the input of the shaper 13 of the risk map, the second output is connected to the input of the device 3, the input of the processor 10 of the second The PC is connected to the output of the information input unit 11, the first input / output is connected to the memory unit 12, the second input / output is connected to the processor 19 of the fourth PC of the track service employee, the third input / output is connected via channel 22 and with the personal computer 20 of the mobile workstation, the output of the risk map generator 13 through the transmitting unit 14 is connected using the communication channel 25 to the receiving unit 15 and using the communication channel 24 to the receiving unit 18, the output of the receiving unit 15 is connected to the input of the third processor 17 PC of the workstation of the train dispatcher connected to the information input unit 16, the output of the reception unit 18 is connected to the input of the processor 19 of the fourth PC of the workstation employee of the track service, the output of which is connected nen to the input unit 21 display the information.

Система определения потенциально опасных участков железнодорожного пути с использованием данных дистанционного зондирования Земли используется следующим образом.The system for determining potentially dangerous sections of the railway using data from remote sensing of the Earth is used as follows.

Устройство оптической съемки искусственного спутника земли (ИСЗ) 1 осуществляет оптико-элетронную съемку потенциально-опасных участков, прилегающих к железнодорожной линии, результаты которой по каналу 5 спутниковой связи поступают в устройство 3 приема информации. Устройство радиолокационной съемки 2 осуществляет радиолокационную интерферометрическую съемку территории, результаты которой по каналу 6 спутниковой связи поступают в устройство приема информации 3. Из второго персонального компьютера (ПК) процессора 10 в устройство 3 поступает информация о выборе необходимых объектов космических съемок, связанных с потенциально опасными участками пути. Выбранная информация поступает в блок 7 обработки информации, где осуществляется их привязка к топологии исследуемой местности. Обработанная информация из блока 7 поступает в процессор 8 первого ПК, подготавливающий информацию блока 7 к формированию цифровой карты потенциально опасных участков в формирователе 9. Сформированная цифровая карта поступает в процессор 10 второго ПК, в котором хранится карта в блоке памяти геоинформационной базы данных. С помощью блока 11 работник инженерно-геологической базы вводит оперативную информацию сейсмических и метеорологических данных, которую использует в формирователе 13 карты рисков. Сформированная в блоке 13 информация карты рисков через передающий блок 14 и канал связи 25 поступает в блок приема 15 и процессор 17 третьего ПК автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, который использует ее для формирования с помощью блока 16 ввода информации приказов по оперативному управлению движения поездов на потенциально опасных участках. Через передающий блок 14, канал связи 24, блок 18 приема информация карты рисков поступает в процессор 19 четвертого ПК автоматизированного рабочего места работника службы пути, который использует ее для формирования с помощью блока 21 вывода информации приказов по ремонтно-восстановительным и предупредительным работам на пути. На основании цифровой карты потенциально опасных участков, сформированной в формирователе 9, работник инженерно-геологической базы с помощью процессора 10 второго ПК передает по каналу 22 связи информацию о необходимости исследования опасных участков на персональный компьютер 20 мобильного автоматизированного рабочего места линейного работника инженерно-геологического базы, который после проведения соответствующих исследований и выполнения ремонтных работ передает по каналу связи 22 информацию о текущем состоянии обследованного потенциально опасного участка.The optical imaging device of an artificial earth satellite (AES) 1 carries out optoelectronic imaging of potentially hazardous sections adjacent to the railway line, the results of which are transmitted via satellite communication channel 5 to the information receiving device 3. Radar imaging device 2 performs radar interferometric imaging of the territory, the results of which are transmitted via satellite communication channel 6 to the information receiving device 3. From the second personal computer (PC) of the processor 10, the device 3 receives information about the selection of necessary satellite imagery objects associated with potentially hazardous areas the way. The selected information enters the information processing unit 7, where they are linked to the topology of the studied area. The processed information from block 7 enters the processor 8 of the first PC, which prepares the information of block 7 to generate a digital map of potentially hazardous areas in the shaper 9. The generated digital map enters the processor 10 of the second PC, in which the map is stored in the memory block of the geographic information database. With the help of block 11, an employee of the engineering-geological base enters operational information of seismic and meteorological data, which he uses in the map generator 13 of the risk map. The information of the risk map generated in block 13 through the transmitting block 14 and the communication channel 25 enters the receiving block 15 and the processor 17 of the third PC of the workstation of the train dispatcher, which uses it to form orders for operational control of train traffic with the help of block 16 for inputting information hazardous areas. Through the transmitting unit 14, the communication channel 24, the receiving unit 18, the risk map information is fed to the processor 19 of the fourth PC of the workstation employee’s workstation, which uses it to form orders for repair and restoration and preventive work on the way using the information output unit 21. Based on a digital map of potentially hazardous areas formed in driver 9, an engineering and geological base worker using processor 10 of the second PC transmits information on the need to investigate hazardous areas to personal computer 20 of a mobile workstation of a linear geotechnical base worker via communication channel 22, which, after conducting appropriate research and repair work, transmits information on the current state of the sweat being examined via communication channel 22 potentially dangerous area.

Claims

A system for monitoring potentially dangerous sections of a railway track using Earth remote sensing data, comprising a radar imagery device mounted on an artificial Earth satellite in orbit and connected via a satellite channel to an information receiving device connected to a memory unit, an information receiving device output through the unit information processing is connected to the processor of the first personal computer, characterized in that the optical device is inserted into it the second survey, installed on an artificial Earth satellite in orbit, the second, third, fourth and fifth personal computers installed respectively on the automated workstations of an engineering and geological base worker, train dispatcher, track service worker, on a mobile computer workstation, a digital shaper maps of potentially hazardous areas, a digital risk map shaper, a transmitting unit and two receiving units, and an optical shooting device installed and an artificial Earth satellite in orbit is connected via a satellite communication channel to an information receiving device, the processor of the first personal computer is connected to the digital map generator of potentially hazardous areas, which is connected to the processor of the second personal computer connected to the memory unit in which the geographic information a database with a fourth personal computer processor and a fifth personal computer, a second personal computer processor h A risk map generator is connected to a transmitting unit, which is connected via channels of communication to the first and second receiving units, while the output of the first receiving unit is connected to the fourth processor of the fourth personal computer, and the output of the second receiving unit is connected to the processor of the third personal computer, the output of the second processor a personal computer is connected via a communication channel to the control input of the information receiving device.