Способ и устройство обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом

Способ и устройство обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано для обмена информацией между локомотивным и стационарным оборудованием в системах автоблокировки с тональными рельсовыми цепями, централизованным размещением оборудования автоблокировки и дублирующими радиоканалами.

Известен способ и устройство для дистанционного управления локомотивами с помощью радиосигналов, содержащее блок дистанционного программирования, с помощью которого оператор направляет адресную информацию в радиопередатчик локомотивов и задает специальные адреса в системе дистанционного управления (EP №1344703, B61L 3/12, 2004 г.). Недостатком данного способа и устройства является отсутствие автоматизации в задании адресов и возможность ошибок при ручном задании адресов и, как следствие, низкая безопасность дистанционного управления локомотивами.

Известна система управления поездами с использованием радиосигналов и способ сбора информации, при котором оперативная полевая информация запоминается и передается на движущийся поезд в зоне действия базовых станций (JP №3851834, B61L 25/06, 2007 г.). Недостатком данного способа и системы является передача информации только в зоне покрытия базовых станций, в результате чего невозможно оперативное управление поездами на всем маршруте движения поезда.

Известен способ передачи информации на радиоприемник рельсового транспортного средства, при котором в вычислительном устройстве записывается команда с номером вызова, названием станции и временем прибытия на станцию, при совпадении которых производится вызов радиоприемника по его номеру (DE №19842304, B61L 25/00, 2001 г.). Недостаток данного способа заключается в отсутствии передачи информации во время всего маршрута поездки транспортного средства.

Известно устройство для управления по радиоканалу движением поезда в пути следования, содержащее стационарный пункт управления с центральным блоком, в котором записывается информация о занятости пути, и стационарное приемопередающее устройство, а на локомотиве установлено локомотивное приемопередающее устройство для связи с пунктом управления и индикаторное устройство (DE №19931967, B61L 25/02, B61L 25/00, 2002 г.). Недостаток данного устройства состоит в отсутствии информации о состоянии светофоров, в результате чего отсутствует полная информация о поездной ситуации на участке железной дороги.

Наиболее близким техническим решением является способ обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом, заключающийся в обмене пакетами данных о поездной ситуации на перегоне, сформированных на стационарном пункте, и пакетами данных о параметрах движения, сформированных на поездном локомотиве, причем передачу на поездной локомотив пакетов данных осуществляют в заранее установленный временной интервал, при этом устройство обмена информацией между поездным локомотивом и стационарным пунктом содержит стационарный комплект, состоящий из радиомодема (радиоканал), блока контролируемых и управляемых объектов, подключенного к стационарному обработчику данных (вычислитель), и локомотивный комплект, состоящий из радиомодема (радиоустройство), комплексного локомотивного устройства безопасности с подключенным к нему блока датчиков (катушки), описанные в патенте на устройство автоматической локомотивной сигнализации (RU №2394715, B61L 3/20, 2009 г.). Недостатком данного технического решения является отсутствие передачи данных о параметрах движения поезда от локомотива к стационарному пункту, что не позволяет обеспечить постоянный контроль за поездной ситуацией на перегоне и параметрах движения поездов с целью обеспечения оптимального расстояния между вслед идущими поездами.

Технический результат изобретения заключается в том, что введенные признаки позволяют обеспечить постоянный контроль за поездной ситуацией на перегоне и параметрами движения поезда с целью обеспечения оптимального расстояния между вслед идущими поездами и повышения безопасности их движения.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом, заключающемся в обмене пакетами данных о поездной ситуации на перегоне, сформированных на стационарном пункте, и пакетами данных о параметрах движения, сформированных на поездном локомотиве, причем передачу на поездной локомотив пакетов данных осуществляют в заранее установленный временной интервал, согласно изобретению до начала обмена информацией на поездном локомотиве при движении осуществляют сравнение текущих географических координат местоположения поездного локомотива с предварительно заданными географическими координатами точки регистрации и при их совпадении передают регистрационный сигнал, несущий информацию о номере поезда, на стационарный пункт, где по принятому сигналу осуществляют запись номера поезда в базу данных и определяют номер свободного временного слота для передачи данных от поездного локомотива, затем информацию о присвоенном номере временного слота передают на поездной локомотив, после чего выделенный временной слот используют для передачи на стационарный пункт пакетов данных о параметрах движения поезда, а синхронизацию при обмене пакетов данных осуществляют по временным меткам, принимаемым от системы спутниковой навигации, а в устройстве обмена данными по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом, содержащем стационарный комплект, состоящий из радиомодема, блока контролируемых и управляемых объектов, подключенного к стационарному обработчику данных, и локомотивный комплект, состоящий из радиомодема, комплексного локомотивного устройства безопасности, с подключенным к нему блоком датчиков, согласно изобретению в стационарный комплект введены последовательно соединенные блок спутниковой навигации, стационарный блок управления и сопряжения, приемник сигнала регистрации, блок памяти номеров поездов, блок определения номера временного слота, выход которого подключен ко второму входу стационарного блока управления и сопряжения, первый и второй входы/выходы которого соединены с выходами/входами соответственно стационарного обработчика данных и радиомодема, а в локомотивный комплект введены блок хранения номеров временных слотов и последовательно соединенные блок спутниковой навигации, формирователь сигнала регистрации и локомотивный блок управления и сопряжения, первый и второй входы/выходы которого соединены с выходами/входами соответственно радиомодема и комплексного локомотивного устройства безопасности, дополнительный выход которого через блок хранения номеров временных слотов подключен ко второму входу локомотивного блока управления и сопряжения, третий вход которого подключен ко второму выходу блока спутниковой навигации.

Сравнение заявленного технического решения с аналогами и прототипом позволило установить соответствие условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень», так как такое техническое решение не известно и явным образом не следует из уровня техники.

Предложенное решение является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано существующими техническими средствами. Следовательно, предложенное техническое решение соответствует установленным критериям патентоспособности изобретения.

Распределение временных интервалов передачи и приема стационарных и локомотивных модемов приведено на рис.1.

Стационарные модемы СМ1 и СМ2 передачу пакетов данных на поездной локомотив осуществляют в заранее установленные временные интервалы t1 и t2, длительностью по 500 мс.

Регистрация локомотивных модемов при вступлении поезда на участок приближения осуществляют в временные интервалы t9, t10, длительностью 100 мс.

Локомотивные радиомодемы передачу пакетов данных на стационары осуществляют в выделенные интервалы времени 1…15 каждому поезду на передачу, длительностью 100 мс.

Сообщение от стационарных модемов содержит общую (шировещательную) и адресные части, следующие непрерывно в одном пакете. Максимальная длина сообщения стационарных модемов составляет 240 байтов. Длина общей части фиксирована и составляет 40 байтов. Длина адресной части переменная, зависит от количества поездов на перегоне и составляет 10 байтов для каждого поезда. Сообщения от локомотива имеют фиксированную длину не более 20 байтов. С локомотива передаются два вида сообщений: информационное и запрос на регистрацию.

На рис.2 представлена структурная схема устройства, реализующего способ обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом.

Устройство обмена данными по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом, содержащее стационарный комплект 1, состоящий из радиомодема 2, блока 3 контролируемых и управляемых объектов, подключенного к стационарному обработчику данных 4, и локомотивный комплект 5, состоящий из радиомодема 6, комплексного локомотивного устройства 7 безопасности, с подключенным к нему блока 8 датчиков, в стационарный комплект 1 введены последовательно соединенные блок 9 спутниковой навигации, стационарный блок 10 управления и сопряжения, приемник 11 сигнала регистрации, блок 12 памяти номеров поездов, блок 13 определения номера временного слота, выход которого подключен ко второму входу стационарного блока 10 управления и сопряжения, первый и второй входы/выходы которого соединены с выходами/входами соответственно стационарного обработчика данных 4 и радиомодема 2, а в локомотивный комплект 5 введены блок 14 хранения номеров временных слотов и последовательно соединенные блок 15 спутниковой навигации, формирователь 16 сигнала регистрации и локомотивный блок 17 управления и сопряжения, первый и второй входы/выходы которого соединены с выходами/входами соответственно радиомодема 6 и комплексного локомотивного устройства 7 безопасности, дополнительный выход которого через блок 14 хранения номеров временных слотов подключен ко второму входу локомотивного блока 17 управления и сопряжения, третий вход которого подключен ко второму выходу блока 15 спутниковой навигации.

Устройство обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом работает следующим образом.

На поездном локомотиве 5 в блоке 15 спутниковой навигации при движении осуществляют сравнение текущих географических координат местоположения поездного локомотива с предварительно заданными географическими координатами точки регистрации. При их совпадении с первого выхода блока 15 спутниковой навигации передают сигнал запуска на вход формирователя 16 сигнала регистрации. Сигнал с выхода формирователя 16 через локомотивный блок 17 управления и сопряжения и радиомодем 6 поездного локомотива 5 поступает в радиоканал. Радиосигнал через радиомодем 2 стационарного пункта 1, стационарный блок 10 управления и сопряжения поступает в приемник 11 сигнала регистрации стационарного пункта 1. Сигнал регистрации несет информацию о номере, категории поезда и номере пути его следования. По принятому сигналу осуществляют запись принятых данных о поезде в базу данных блока 12 памяти номеров поездов. В блоке 13 с учетом очередности поступивших ранее данных определяют номер свободного временного слота для передачи данных от поездного локомотива. Информацию о присвоенном номере временного слота с выхода блока 13 через стационарный блок 10 управления и сопряжения и радиомодем 2 стационарного пункта 1 передают на поездной локомотив 5. Через радиомодем 6 поездного локомотива 5, локомотивный блок управления и сопряжения 17, комплексное локомотивное устройство 7 безопасности присвоенный номер временного слота передают в блок 14 хранения номера временного слота. Выделенный временной слот используют для передачи от поездного локомотива 5 на стационарный пункт 1 пакетов данных о параметрах движения поезда.

Стационарный обработчик данных 4 стационарного пункта 1 осуществляет сбор данных о состоянии блока 3 контролируемых и управляемых объектов на данном перегоне, фиксирующих последовательное занятие и освобождения поездом рельсовых цепей и горящие огни на светофорах. Эти данные с выхода стационарного обработчика данных 4 в синхронные моменты времени передаются на поездной локомотив 5. Синхронизацию при обмене пакетов данных осуществляют по временным меткам, принимаемым от системы спутниковой навигации, блоком 9 спутниковой навигации на стационарном пункте 1 и блоком спутниковой навигации 15 на поездном локомотиве 5.

Комплексное локомотивное устройство 7 безопасности поездного локомотива 5 осуществляет сбор данных о состоянии блока 8 датчиков на локомотиве, фиксирующих координаты, скорость и направление движения поезда. Эти данные с выхода комплексного локомотивного устройства 7 безопасности передаются на стационарный пункт 1.

Технический результат изобретения заключается в том, что введенные признаки позволяют обеспечить постоянный контроль за поездной ситуацией на перегонах и параметрах движения поездов с целью обеспечения оптимального расстояния между вслед идущими поездами и повышения безопасности их движения.

1. Способ обмена информацией по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом, заключающийся в обмене пакетами данных о поездной ситуации на перегоне, сформированных на стационарном пункте и пакетами данных о параметрах движения, сформированных на поездном локомотиве, причем передачу на поездной локомотив пакетов данных осуществляют в заранее установленный временной интервал, отличающийся тем, что до начала обмена информацией на поездном локомотиве при движении осуществляют сравнение текущих географических координат местоположения поездного локомотива с предварительно заданными географическими координатами точки регистрации и при их совпадении передают регистрационный сигнал, несущий информацию о номере поезда, на стационарный пункт, где по принятому сигналу осуществляют запись номера поезда в базу данных и определяют номер свободного временного слота для передачи данных от поездного локомотива, затем информацию о присвоенном номере временного слота передают на поездной локомотив, после чего выделенный временной слот используют для передачи на стационарный пункт пакетов данных о параметрах движения поезда, а синхронизацию при обмене пакетов данных осуществляют по временным меткам, принимаемым от системы спутниковой навигации.

2. Устройство обмена данными по радиоканалу между поездным локомотивом и стационарным пунктом, содержащее стационарный комплект, состоящий из радиомодема, блока контролируемых и управляемых объектов, подключенного к стационарному обработчику данных, и локомотивный комплект, состоящий из радиомодема, комплексного локомотивного устройства безопасности, с подключенным к нему блоком датчиков, отличающееся тем, что в стационарный комплект введены последовательно соединенные блок спутниковой навигации, стационарный блок управления и сопряжения, приемник сигнала регистрации, блок памяти номеров поездов, блок определения номера временного слота, выход которого подключен ко второму входу стационарного блока управления и сопряжения, первый и второй входы/выходы которого соединены с выходами/входами соответственно стационарного обработчика данных и радиомодема, а в локомотивный комплект введены блок хранения номеров временных слотов и последовательно соединенные блок спутниковой навигации, формирователь сигнала регистрации и локомотивный блок управления и сопряжения, первый и второй входы/выходы которого соединены с выходами/входами соответственно радиомодема и комплексного локомотивного устройства безопасности, дополнительный выход которого через блок хранения номеров временных слотов подключен ко второму входу локомотивного блока управления и сопряжения, третий вход которого подключен ко второму выходу блока спутниковой навигации.