Устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах

Устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, а именно к устройствам управления переездной сигнализацией.

Из патентной литературы известно устройство (1) для обнаружения транспортных средств на переезде. Сущность данного устройства состоит в том, что по разные стороны от переезда установлены в фокусах эллипса передатчик и приемник СВЧ-диапазона, а также опорный элемент (зеркало отражения), продольная ось которого параллельна оси переезда и главной оси эллипса. Обнаружение объекта основано на изменении времени задержки сигналов отражения от опорного элемента и от объекта (транспортного средства) на переезде, которое фиксируется блоком сравнения, выход которого подключен к блоку управления заградительной сигнализацией.

Недостатком указанного устройства является низкий уровень эффективности и надежности. Низкая эффективность обусловлена отсутствием в указанном устройстве технических средств идентификации обнаруженного препятствия. Значительная вариация эффективной площади отражения от различных объектов определяет весьма широкий диапазон радиосигналов, регистрируемых приемной аппаратурой, и, как следствие, снижает вероятность распознавания препятствий на фоне помех.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее оборудование, устанавливаемое на переезде: блок включения передатчика сигнала торможения и приемопередатчика сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, подключенный к блоку обнаружения препятствия и блоку передачи информации о нарушении безопасности движения, и оборудование, устанавливаемое на автотранспортном средстве: антенну, подключенную к приемнику, связанному посредством блока декодирования с блоком управления движением, который в свою очередь через блок согласования связан с сигнализатором опасности и исполнительным механизмом управления тормозами.

Оно и принято за прототип. Однако применяемые здесь схемные решения и алгоритм обнаружения посторонних объектов в зоне контроля не позволяют непосредственно использовать данное устройство для целей обеспечения безопасности на железнодорожных переездах.

Техническим результатом является повышение надежности и безопасности на железнодорожных переездах.

Сущность изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства, повышении надежности обнаружения и идентификации посторонних объектов в контролируемой зоне.

Для этого в состав известного устройства (2), содержащего оборудование, устанавливаемое на переезде: блок включения передатчика сигнала торможения и приемопередатчика сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, подключенный к блоку обнаружения препятствия и блоку передачи информации о нарушении безопасности движения, и оборудование, устанавливаемое на автотранспортном средстве: антенну, подключенную к приемнику, связанному посредством блока декодирования с блоком управления движением, который в свою очередь через блок согласования подключен к сигнализатору опасности и исполнительному механизму управления тормозами, дополнительно введены в состав оборудования на переезде блок считывания параметров транспортного средства, блок управления режимом работы видеокамер, видеокамеры, блок хранения информации о препятствии, блок трансляции аварийной информации, а в состав оборудования транспортного средства - схема регистрации сигнала торможения и определения направления движения, схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения, блок ввода индивидуальных параметров, блок записи и хранения параметров движения, схема аварийной сигнализации, блок идентификации, причем в оборудовании, устанавливаемом на переезде, блок включения соединен с передатчиком сигнала торможения и приемопередатчиком сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, каждый из которых соединен с направленными антеннами, размещаемыми определенным образом в зоне переезда, приемопередатчик сигнала обнаружения объекта и разрешения движения подключен также к блоку считывания информации и к блоку обнаружения препятствия, выходы двух указанных блоков подключены также к блоку управления режимом работы видеокамер, размещаемых по разные стороны от переезда, блоку хранения информации о препятствии, который, в свою очередь, связан с блоком трансляции аварийной информации, непосредственно на автотранспортном средстве схема регистрации сигнала торможения и определения направления движения и схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения подключены к блоку управления торможением транспортного средства, к которому подключены также блок ввода индивидуальных параметров, блок записи и хранения параметров движения, и через блок согласования - исполнительный механизм торможения, сигнализатор аварийной ситуации, схема аварийной сигнализации, блок идентификации, выход которого связан со схемой регистрации сигнала нарушения безопасности движения.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 - блок-схема дополнительного оборудования дежурного по станции.

На фиг.1 показан участок приближения, в пределах которого контролируется появление поезда 1. Из технической литературы известно, что длина участка приближения зависит от типа сигнализации и максимальной допустимой скорости движения поезда. Минимальная длина участка приближения выбирается такой, чтобы время извещения было не менее 42 с. На фиг.1 показано оборудование, устанавливаемое на переезде. К стандартному оборудованию, содержащему участок приближения поезда 1 к переезду, светофорную сигнализацию 2, добавляется блок 3 включения, связанный с передатчиком 4 сигнала торможения и приемопередатчиком 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, каждый из которых соединен с направленными антеннами, размещаемыми определенным образом в зоне переезда. Передатчик 4 сигнала торможения связан с передающими антеннами 6, размещаемыми относительно переезда таким образом (см. фиг.1), чтобы ось диаграммы направленности каждой из них максимально совпадала с осевой линией автомобильной дороги на участке примыкания к переезду. Если имеется крутой поворот (см. левую часть фиг.1), то возникает необходимость в размещении дополнительной антенны 7.

Приемопередатчик 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения соединен с антеннами 8, размещаемыми в зоне переезда таким образом (см. фиг.1), чтобы диаграммы направленности полностью накрывали опасную зону - габарит приближения строений (3100 мм от оси пути вправо и влево) плюс зазор безопасности - 1000 мм. Приемопередатчик 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения подключен также к блоку 9 считывания информации и к блоку 10 обнаружения препятствия, выходы двух указанных блоков подключены также к блоку 11 управления режимом работы видеокамер 12, размещаемых по разные стороны от переезда. Выходы двух последних блоков подключены к блоку 13 хранения информации о препятствии, который в свою очередь связан с блоком 14 трансляции аварийной информации.

В состав дополнительной аппаратуры, размещаемой на транспортном средстве 15, входят схема регистрации сигнала торможения и направления движения, которая содержит направленные антенны 16 и 17, расположенные параллельно продольной оси транспортного средства 15 и подключенные к индивидуальным приемникам 18 и 19, к выходам последних подключены детекторы 20 и 21. Выходы указанных детекторов подключены попарно к компараторам 22, 23 и к компаратору 24, выход которого через интегратор 25 подключен к элементам И 26, 27, к другим входам названных элементов подключены соответственно выходы компараторов 22, 23. Выходы интегратора 25 и элементов И 26, 27 подключены к входам блока 28 управления торможением. К другим входам блока 28 управления торможением подключены блок 29 ввода индивидуальных параметров транспортного средства, блок 30 регистрации параметров движения, выходы блока 28 управления торможением посредством блока 31 согласования соединены с блоком 32 управления тормозами, блоком 33 сигнализации. К отдельному входу блока 28 управления торможением подключена схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения, образованная антенной 34, подключенной к приемопередатчику 35, выход которого связан через последовательно включенные детектор 36, интегратор 37 и компаратор 38. К входу управления режимом работы приемопередатчика 35 подключены соответствующие выходы блока 28 управления торможением через блок 31 согласования.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При вступлении поезда 1 на участок приближения схема управления работой переездной сигнализации включает на светофорах 2 запрещающие сигналы, а также за счет подключения к запрещающим сигналам обеспечивается перевод из дежурного в рабочее состояние блока 3 включения. Блок 3 включения обеспечивает перевод из дежурного в рабочее состояние передатчика 4 сигнала торможения и приемопередатчика 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения. Радиосигнал торможения поступает на антенны 6, 7 с задержкой t₁ от передатчика 4 сигнала торможения. Аналогично на антенны 8 радиосигнал поступит от приемопередатчика 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения с задержкой t₂>t₁. Тем самым обеспечивается возможность для транспортных средств, находившихся в непосредственной близости (10-15 м) от железнодорожного переезда или уже движущихся по нему, беспрепятственно покинуть опасную зону.

С момента поступления радиосигнала на антенны 6, 7 в зоне приближения к переезду (100-150 м) будет передаваться радиосигнал частотой f₁. Это обеспечит плавное торможение с постепенным нарастанием тормозного усилия всех транспортных средств, которые движутся к переезду, что исключит несанкционированное движение по переезду. На транспортные средства, которые имеют направление движения от переезда, никакого дополнительного силового воздействия (принудительное торможение) оказываться не будет (см. ниже описание работы дополнительной аппаратуры, размещаемой на транспортном средстве).

С задержкой на время t₂ на антенны 8 поступит от приемопередатчика 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения радиосигнал частотой f₂, в результате опасная зона - габарит приближения строений (3100 мм от оси пути вправо и влево) плюс зазор безопасности - 1000 мм будет полностью перекрыта указанными радиосигналами (см. фиг.1). Если в зоне контроля антенн 8 присутствует препятствие, то будут соответствующие изменения в отраженном сигнале, который от приемника приемопередатчика 5 сигнала обнаружения объекта и разрешения движения поступит на блок 9 считывания информации и блок 10 обнаружения препятствия. При наличии на транспортном средстве - нарушителе безопасности движения дополнительной аппаратуры указанное транспортное средство будет идентифицировано (произойдет считывание номера государственной регистрации и скорости движения).

По сигналам с выхода блока 9 считывания информации и блока 10 обнаружения препятствия посредством блока 11 управления режимом работы видеокамеры 12 будут переведены в режим записи. Через блок 11 управления режимом работы видеокамер полученная видеоинформация, а также дополнительная информация по идентификации транспортного средства передается в блок 13 хранения информации о препятствии и с выхода последнего поступит далее на блок 14 трансляции аварийной информации. Современные технологии и технические средства, внедряемые в повседневную работу железнодорожного транспорта, позволяют передать аварийную информацию на приближающийся поезд, на пульт (дисплей) дежурного по станции, в местное управление безопасностью дорожного движения и другие заинтересованные инстанции. В частности, передача на приближающийся поезд информации о застрявшем на переезде транспортном средстве или развалившемся грузе позволит машинисту поезда предотвратить столкновение или в максимальной степени уменьшить последствия такого столкновения.

Рассмотрим теперь работу дополнительной аппаратуры, размещаемой на транспортном средстве 15. При приближении транспортного средства 15, движущегося в направлении железнодорожного переезда на расстояние уверенного приема радиосигнала частотой f₁, излучаемого антеннами 6, 7, активируется схема регистрации сигнала торможения и направления движения, которая содержит направленные антенны 16 и 17, расположенные параллельно продольной оси транспортного средства 15. Сигналы с антенн 16 и 17 поступают на индивидуальные приемники 18, 19 и с выходов последних поступают на детекторы 20 и 21, на выходах которых, в свою очередь, формируются сигналы постоянного напряжения, уровень которого пропорционален уровню входного радиосигнала соответственно от антенны 16 или 17. Выходы указанных детекторов подключены попарно к компараторам 22, 23 и к компаратору 24. Если автомобиль стоит или движется в направлении к переезду, то сигнал высокого уровня (1) будет на выходе компаратора 22, на выходе компаратора 23 сформируется сигнал низкого уровня (0), в противном случае уровни сигналов изменятся на противоположные (инверсия). Компаратор 24 производит сравнение каждого из сигналов с пороговым уровнем (расширитель ИЛИ по входу), что гарантирует сигнал высокого уровня на входе интегратора 25 только в том случае, если хотя бы один из них имеет высокий уровень (1). Подключение интегратора защищает от случайных помех и кратковременного пропадания сигнала от приемных антенны 16 или 17. Сигнал высокого уровня с выхода интегратора 25 поступает на входы элементов И 26, 27 и разрешает тем самым передачу сигналов с выходов компараторов 22, 23 на соответствующие входы блока 28 управления торможением. Блок 28 управления торможением выполнен на базе микропроцессора и позволяет по информации от блока 29 ввода индивидуальных параметров транспортного средства и блока 30 регистрации параметров движения обеспечить в соответствии с заданной программой безопасное торможение автомобиля. Для этого выходы блока 28 управления торможением посредством блока 31 согласования соединены с блоком 32 управления тормозами и блоком 33 сигнализации. Последний блок обеспечивает передачу звуковых и световых сигналов в салон (кабину) транспортного средства 15, информируя водителя о причине торможения.

К отдельному входу блока 28 управления торможением подключена схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения, образованная антенной 34, подключенной к приемопередатчику 35, выход которого связан через последовательно включенные детектор 36, интегратор 37 и компаратор 38. К входу управления режимом работы приемопередатчика 35 подключены соответствующие выходы блока 28 управления торможением через блок 31 согласования.

Таким образом, оперативное подключение дежурного по станции при возникновении предпосылок аварийной ситуации на железнодорожном переезде позволит свести к минимуму возможные негативные социально-экономические последствия.

Литература

1. В.В.Григорин-Рябов, В.И.Шелухин, О.И.Шелухин. Устройство для обнаружения объекта в пункте контроля. А.С. № 510402 по кл. В61L 29/00, опубл. в Б.И. № 14, 1976 г.

2. М.А.Шевандин, В.И.Жуков, А.В.Волков. Устройство для исключения аварийных ситуаций на железнодорожном переезде. Патент № 2153434 по кл. В61L 29/00, опубл. 27.07.2000 г. в Б.И. № 21, 2000 г.

Устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах, содержащее оборудование, устанавливаемое на переезде: блок включения передатчика сигнала торможения и приемопередатчика сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, подключенный к блоку обнаружения препятствия и блоку передачи информации о нарушении безопасности движения, и оборудование, устанавливаемое на автотранспортном средстве: антенну, подключенную к приемнику, связанному посредством блока декодирования с блоком управления движением, который в свою очередь через блок согласования связан с сигнализатором опасности и исполнительным механизмом управления тормозами, отличающееся тем, что в состав оборудования на переезде дополнительно введены: блок считывания параметров транспортного средства, блок управления режимом работы видеокамер, видеокамеры, блок хранения информации о препятствии, блок трансляции аварийной информации, а в состав оборудования транспортного средства - схема регистрации сигнала торможения и определения направления движения, схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения, блок ввода индивидуальных параметров, блок записи и хранения параметров движения, схема аварийной сигнализации, блок идентификации, причем в оборудовании, устанавливаемом на переезде, блок включения соединен с передатчиком сигнала торможения и приемопередатчиком сигнала обнаружения объекта и разрешения движения, каждый из которых соединен с направленными антеннами, размещаемыми определенным образом в зоне переезда, приемопередатчик сигнала обнаружения объекта и разрешения движения подключен также к блоку считывания информации и к блоку обнаружения препятствия, выходы двух указанных блоков подключены также к блоку управления режимом работы видеокамер, размещаемых по разные стороны от переезда, блоку хранения информации о препятствии, который в свою очередь связан с блоком трансляции аварийной информации, непосредственно на автотранспортном средстве схема регистрации сигнала торможения и определения направления движения и схема регистрации сигнала нарушения безопасности движения подключены к блоку управления торможением транспортного средства, к которому подключены также блок ввода индивидуальных параметров, блок записи и хранения параметров движения, и через блок согласования - исполнительный механизм торможения, сигнализатор аварийной ситуации, схема аварийной сигнализации, блок идентификации, выход которого связан со схемой регистрации сигнала нарушения безопасности движения.