Способ автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги и система для его реализации

Способ автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги и система для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам для опознавания подвижных транспортных средств, снабженных радиочастотными метками системы автоматической идентификации при их прохождении через участок контроля и автоматизированного учета.

Известна железнодорожная система считывания информации с движущегося поезда (патент GB 2188464), в которой вдоль пути на определенном расстоянии друг от друга расположены считывающие устройства, которые формируют и принимают кодированную информацию по радиоканалу от ЭМ, расположенной на поезде.

Известна система дистанционного считывания информации для подвижного состава (патент РФ 2063895), включающая электронную метку с передающей антенной, передающую закодированную информацию на стационарный пункт опроса по радиоканалу, где сигнал детектируется и передается для дальнейшей обработки.

Недостатком указанных систем является то, что при их использовании на двух- и трехпутных участках железной дороги происходит потеря информации при считывании информации с обеих сторон поезда, т.к. на двух- и трехпутных участке возможно одновременное нахождение в зоне считывания поездов, движущихся в противоположных направлениях, при этом в напольных считывающих устройствах отсутствуют сигналы с радиочастотных меток, расположенных на подвижных единицах и обращенных к соседнему пути, поскольку эти сигналы перекрываются проходящим по соседнему пути поездом.

Известна система дистанционного считывания информации с подвижного состава на двухпутных участках железной дороги (патенты РФ 2203821 и 2203822), содержащее первое и второе напольные считывающие устройства (НСУ) с приемопередающими антенными системами (ППАС) и расположенные с внешней стороны соответственно первого и второго пути.

Недостатком данной системы является низкая достоверность считывания из-за влияния на ППАС одного НСУ излучения от ППАС расположенного напротив на противоположной стороне железнодорожного пути. В межвагонные промежутки происходит взаимная засветка мощным высокочастотным сигналом, что приводит к колебаниям систем ФАПЧ и АРУ соответствующих приемников. Также невозможно считывание достоверной информации на трехпутных участках дорог.

Задачей изобретения является повышение достоверности считывания за счет исключения влияния ППАС, расположенных на противоположных сторонах железнодорожного пути, локализации неисправных радиочастотных меток, дистанционной диагностики ППАС и обеспечения возможности считывания информации с меток на трехпутных участках железной дороги. Указанный технический результат достигается тем, что приемопередающие антенные системы располагаются в шахматном порядке с внешней стороны крайних железнодорожных путей, причем минимальное расстояние между ближайшими приемопередающими антенными системами, расположенными по разные стороны железнодорожного участка, выбирается таким, чтобы их диаграммы направленности не пересекались и оно было не менее половины длины железнодорожного состава, допустимого для данного участка железнодорожного пути.

Рассмотрим варианты двух- и трехпутных участков дорог, так как участки дорог с большим количеством путей, как правило на станциях, можно свести к задачам для двух- и трехпутных участков.

В предлагаемом техническом решении для реализации заявленных способа и системы необходимо и достаточно четыре приемопередающих антенных системы (ППАС), расположенных попарно с двух внешних сторон трехпутного железнодорожного пути в шахматном порядке. Располагать ППАС в шахматном порядке необходимо так, что бы их зоны считывания, образованные их диаграммами направленности, не пересекались. Это обеспечивает отсутствие радиочастотной засветки приемников сигналами от ППАС, расположенных на другой стороне железнодорожного пути. Отсутствие засветки обеспечивает более высокую надежность работы оборудования и более высокую достоверность считывания за счет более устойчивой работы систем АПЧ и АРУ приемника.

Система автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги состоит из электронных датчиков и аппаратуры автоматического считывания кодов. Каждый железнодорожный вагон содержит два электронных идентификационных датчика, расположенных с обеих сторон вагона. В датчиках записаны коды. Коды обеих датчиков, расположенных на одном вагоне, идентичны. Коды других вагонов различаются, как минимум, на один информационный бит. В качестве электронного идентификационного кода может использоваться номер вагона.

Система автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги считывает идентификационную информацию с обеих сторон вагонов в зонах считывания 11...14, которые охватывают все три пути и определяются диаграммой направленности приемопередающих антенных систем (ППАС) 21...24. Первая 21 и вторая 22 ППАС установлены с внешней стороны одного крайнего пути, а третья 23 и четвертая 24 ППАС - с внешней стороны второго крайнего пути. Приемопередающие антенные системы располагаются в шахматном порядке с внешней стороны крайних железнодорожных путей. Расстояние между ППАС, расположенными по разные стороны железнодорожного участка (между ППАС 23 и ППАС 21, между ППАС 21 и ППАС 24, между ППАС 24 и ППАС 22), не должно быть меньше половины длины железнодорожного состава, допустимого для данного участка железнодорожного пути расстояния. Кроме того, диаграммы направленности между ближайшими приемопередающими антенными системами не должны пересекаться.

В каждой зоне считывания 11...14 на каждом пути располагается датчик фиксации прохождения оси (ДФПО) 311...343. Все ППАС 21...24 и ДФПО 311...343 подключены к НСУ 4. К НСУ 4 также подключаются рельсовые цепи (РЦ) 51...56, которые устанавливаются на границе зон считывания 12 и 13 с внешней стороны.

Способ вытекает из последовательности действия системы автоматической идентификации подвижного состава на двух- и трехпутных участках железной дороги.

ППАС 21...24 могут быть связаны НСУ 4 как проводным каналом, в том числе и оптоволокном, так и радиоканалом. Каждый ППАС 21...24 содержит блок СВЧ-приемопередатчика и блок цифровой обработки сигнала.

НСУ 4 может иметь блок управления, блок окончательной обработки сигнала, модем для соединения через линию 6 с ПЭВМ, расположенной на прилегающей станции.

Для преждевременного выхода из строя ППАС за счет перегрева предназначены рельсовые цепи, расположенные на каждом пути перед первой и за последней зонами считывания. Они дают сигнал, по которому НСУ включает и выключает высокочастотное излучение и определяет направление и путь, по которому следует состав.

На фиг.1 показана блок-схема, поясняющая способ автоматической идентификации подвижного состава на трехпутном участке. Связи ДФПО 311...343 с НСУ 4 не показаны.

На фиг.2 показана блок-схема автоматической идентификации подвижного состава на трехпутном участке.

На фиг.3 показан пример реализации НСУ 4. Информационные сигналы от ППАС 21...24 поступает на вход коммутатора 7, с выхода которого информация 9 поступает на информационный вход блока 8 обработки. На вход коммутатора 7 и на ППАС 21...24 поступают управляющие сигналы с блока 8 обработки информации в зависимости от состояния РЦ 51...56 и ДФПО 311...333. Обработанная информация хранится в запоминающем устройстве (ЗУ) 11 блока 8 обработки и по команде поступает через модем 12 в сеть 6.

На фиг.4 показан пример алгоритма работы системы при прохождении одного состава на трехпутном участке дороги с элементами диагностики приемопередающих антенных систем и электронных датчиков идентификации.

На фиг.5 показан пример алгоритма работы системы при прохождении двух составов на трехпутном участке дороги с элементами диагностики приемопередающих антенных систем и электронных датчиков идентификации.

Система работает следующим образом.

Для трехпутного участка возможны следующие варианты работы системы. Двухпутный участок является частным случаем трехпутного участка и потому не рассматривается отдельно.

1. Составы отсутствуют на всех путях. Система находится в дежурном режиме. Высокочастотное излучение отсутствует.

2. Один состав на любом пути. При прохождение составом рельсовой цепи, например 51, на НСУ 4 появляется соответствующий сигнал, который переводит систему в рабочий режим. Включается первое и второе по ходу состава ППАС, в нашем случае ППАС 23 и ППАС 21. Происходит считывание информации с двух сторон состава. НСУ 4 по сигналам от ДФПО, в нашем случае ДФПО 331 и ДПФО 311, привязывает считанную информацию к порядковому номеру вагона в составе. В случае совпадения кода для каждого вагона информация сохраняется в блоке 8 обработки информации и в последующем через модем 9 передается в линию 6 с номером вагона и кодом "НОРМА". В случае достоверного считывания несовпадающих кодов с двух сторон, вагона с номером N, номер вагона N и код "ВАГОН В ПРОВЕРКУ" передается в линию 6. В случае отсутствия информации с одного ППАС, например с ППАС 21, НСУ выдает команду на излучение следующей на этой стороне ППАС, в нашем случае ППАС 22. В случае считывания ППАС 22 кода вагона, совпадающего с кодом, считанным с другой стороны вагона, в линию 6 отправляется номер вагона и коды "НОРМА" и "ПРОВЕРИТЬ ППАС № k".

Режим выключается по срабатыванию датчика второй рельсовой цепи на этом пути, в нашем случае РЦ 54.

Алгоритм этого режима показан на фиг.3.

3. Два состава на двух любых путях и движутся в одном направлении. При срабатывании любой первой РЦ система работает по режиму 2. Когда срабатывает второе РЦ того направления, например при замкнутой РЦ 54 срабатывает РЦ 55 или РЦ 56, НСУ 4 выдает команду на включение всех ППАС и система переходит в режим считывания информации по одной стороне состава. ППАС 21 и ППАС 22 считывает с ближайшего к ним пути, это пары ДФПО 311-ДФПО 312 или ДФПО 321-ДФПО 322. ППАС 23 и ППАС 24 считывает с ближайшего к ним пути, это пары ДФПО 312-ДФПО 313 или ДФПО 322-ДФПО 323. После срабатывания РЦ при выходе одного состава с контролируемого участка пути система переходит в режим 2.

4. Два состава на двух любых путях и движутся в разных направлениях или один состав стоит на пути. При срабатывании любой первой РЦ система работает по режиму 2. Когда срабатывает второе РЦ с противоположного направления, например при замкнутой РЦ 54 срабатывает РЦ 52 или РЦ 53, НСУ 4 выдает команду на включение всех ППАС. ППАС 21...24 считывает кода вагона на пути, на котором сработал ДФПО. Так как расстояние между ППАС, расположенной с одной стороны дороги, более максимальной длины состава, то или первый или второй ПАСС с одной стороны будет "видеть" вторую сторону другого состава. Например, первый состав включил РЦ 54, включается ППАС 22 и ППАС 24. Идет считывание по режиму 2. Второй состав включает РЦ 52. НСУ 4 включает ППАС 21 и ППАС 23.

ППАС 23 считывает коды вагонов с правой стороны второго состава и считывает коды вагонов с левой стороны первого состава при выходе второго состава из зоны считывания 13 и срабатывании ДФПО 331.

ППАС 21 считывает коды вагонов с правой стороны первого состава и считывает коды вагонов с левой стороны второго состава, при выходе первого состава из зоны считывания 11 и срабатывании ДФПО 312.

ППАС 24 считывает коды вагонов с правой стороны второго состава и считывает коды вагонов с левой стороны первого состава при выходе второго состава из зоны считывания 14 и срабатывании ДФПО 341.

ППАС 22 считывает коды вагонов с правой стороны первого состава и считывает коды вагонов с левой стороны второго состава при выходе первого состава из зоны считывания 12 и срабатывании ДФПО 322.

Алгоритм режимов 3 и 4 показан на фиг.4.

5. Три состава на трех любых путях и движутся в произвольных направлениях. При срабатывании любой первой РЦ система работает по режиму 2. При срабатывании второй РЦ система работает по режиму 3 или 4. При срабатывании третьей РЦ алгоритм работы следующий.

ППАС 21 и ППАС 23 считывают коды вагонов со стороны, расположенной к ППАС 21 и ППАС 23 состава, идущего по ближайшему к ППАС 21 и ППАС 23 пути при срабатывании соответствующих ДФПО 311 и ДФПО 321.

ППАС 21 в случае отсутствия сигнала от ДФПО 321 считывает коды вагонов со стороны, расположенной к ППАС 21 состава со среднего пути (при срабатывании ДФПО 312 или ДФПО 312/ДФПО 313) или с дальнего пути (при срабатывании ДФПО 313).

ППАС 22, ППАС 23 и ППАС 24 считывает коды аналогично ППАС 21 со соответствующих сторон состава при срабатывании соответствующих ДФПО.

Так как расстояние между ППАС, расположенной с одной стороны дороги, более максимальной длины состава, то код будет считан с каждого вагона, как минимум, один раз с одной стороны. Исключение составляет случай, когда все три состава движутся в одном направлении.

Контроль выхода состава с контролируемых участках может осуществляется по срабатыванию соответствующих РЦ или по отсутствию сигналов от ДФПО 311...343 в соответствующих зонах считывания 11...14 в интервале времени, превышающий время прохождения осей вагона.

Во всех режимах происходит полная или частичная диагностика ППАС и неисправных датчиков на вагонах.

НСУ 1 по сигналам соответствующей ДФПО обрабатывает поступающие коды в соответствии с сигналами ДФПО и выдает соответствующую информацию через модем 9 в сеть 6.

Таким образом, предлагаемый способ повышает достоверность считывания кодов и повышает надежность системы в целом.

1. Способ автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги, согласно которому коды идентификации поступают с обеих сторон вагонов железнодорожного состава при их считывании в зонах считывания, которые формируются диаграммами направленности четырех приемопередающих антенных систем, первая и вторая из которых установлены с внешней стороны одного крайнего пути, а третья и четвертая - с внешней стороны второго крайнего пути, каждая из которых соединена с напольным считывающим устройством, расположенным с внешней стороны одного из путей, отличающиеся тем, что зоны считывания от разных приемопередающих антенных систем не пересекаются, а приемопередающие антенные системы, формирующие их, располагаются в шахматном порядке с внешних сторон крайних железнодорожных путей, причем минимальное расстояние между соседними приемопередающими антенными системами, расположенными по разные стороны железнодорожного участка, выбирается таким, чтобы оно было не менее половины длины железнодорожного состава, допустимого для данного участка железнодорожного пути.

2. Система автоматической идентификации подвижного состава на многопутных участках железной дороги, состоящая из множества расположенных по обеим сторонам вагонов электронных датчиков с идентификационными кодами, причем два датчика, расположенных на одном вагоне содержат один и тот же код, а коды других вагонов отличаются, как минимум, одним информационным битом и аппаратуры автоматического считывания кодов, комплект которой состоит из напольного считывающего устройства (НСУ), на одну группу входов которого поступают информационные сигналы с четырех расположенных с двух внешних сторон пути приемопередающих антенных систем (ППАС), диаграммы направленности которых формируют зоны считывания, а на вторую - с датчиков фиксации прохождения оси (ДФПО), расположенных в соответствующих зонах считывания на каждом железнодорожном пути, а управляющая группа выходов напольного считывающего устройства соединена со входами приемопередающих антенных систем, отличающаяся тем, что четыре приемопередающие антенные системы располагаются в шахматном порядке с двух внешних сторон трехпутного железнодорожного пути, причем минимальное расстояние между соседними приемопередающими антенными системами, расположенными по разные стороны железнодорожного участка, выбирается таким, чтобы оно было не менее половины длины железнодорожного состава, допустимого для данного участка железнодорожного пути, и их зоны считывания, формируемые диаграммами направленности приемопередающих антенных систем, не пересекались, и дополнительный вход напольного считывающего устройства соединен с рельсовыми цепями, расположенными в начале и конце каждого пути контролируемого участка.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что приемопередающие антенные системы связаны по радиоканалу и/или соединены проводным каналом с напольным считывающим устройством.

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что напольное считывающее устройство имеет модем для связи с линией передачи информации.