Способ передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией и устройство для его реализации

Способ передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может найти применение в устройствах для передачи между стационарными пунктами и локомотивными радиостанциями ответственной информации, связанной с управлением движением поездов, по радиоканалу в диапазоне 160 МГц. Изобретение также может найти применение в системах с дополнительным (дублирующим) каналом передачи данных между стационарными пунктами и локомотивными радиостанциями на тех участках железной дороги, где автоматическая локомотивная сигнализация применяется как самостоятельное средство сигнализации, а проходные светофоры автоблокировки не используются.

Известно техническое решение для передачи сигналов 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 (ЕР 1344703, B61L 3/12, 2004 г.). Недостатками данного технического решения является отсутствие автоматизации в задании адресов и возможность ошибок при ручном задании адресов и, как следствие, низкая безопасность дистанционного управления локомотивами.

Известно техническое решение для передачи сигналов управления поездами с использованием радиосигналов, при котором на движущем поезде полевая информация запоминается в блоке оперативной памяти и передается в центр управления поездами в зоне действия базовых радиостанций, а оперативная информация из центра управления поездами передается на движущийся поезд в зоне действия базовых радиостанций (JP 3851834, B61L 25/06, 2007 г.). Недостатком данного технического решения является передача информации только в зоне радиопокрытия базовых радиостанций, в результате чего невозможно оперативное управление поездами на всем маршруте движения поезда, где отсутствуют базовые радиостанции.

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 на всем маршруте движения транспортного средства.

Известно устройство для передачи сигналов управления движением поезда в пути следования по радиоканалу, 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 передаче пакетов данных о поездной ситуации на перегонах, сформированных на стационарных пунктах и передаваемых в радиоканал в широковещательном режиме, и передаче пакетов данных о параметрах движения поезда, сформированных на каждой локомотивной радиостанции, при этом предварительно передают от локомотивной радиостанции на стационарный пункт номер и категорию поезда, а от стационарного пункта на локомотивную радиостанцию передают номер свободного временного слота для передачи пакета данных о параметрах движения поезда. Устройство, реализующее способ, содержит стационарный комплект, состоящий из радиомодема, блока контролируемых и управляемых объектов, стационарного обработчика данных, блока спутниковой навигации, стационарный блок управления и сопряжения, приемник сигнала регистрации, блок памяти номеров поездов и блок определения номера временного слота, а также локомотивный комплект, состоящий из радиомодема, комплексного локомотивного устройства безопасности, блока датчиков, блока хранения номеров временных слотов, блока спутниковой навигации, формирователя сигнала регистрации и локомотивного блока управления и сопряжения (RU 2476342, B61L 27/04, B61L 25/02, 2011 г.).

Недостаток данного способа и реализующего его устройства заключается в том, что переключение рабочих частот локомотивной радиостанции осуществляют по команде от локомотивного устройства безопасности (КЛУБ или БЛОК), в электронную карту которого заносятся координаты середин перегонов, где должна происходить смена частот. Однако такой подход к переключению рабочих частот не всегда оправдан, поскольку при этом не контролируется уровень принимаемого радиосигнала и на отдельных участках пути возможно его снижение ниже порогового значения.

Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности передачи ответственной информации за счет контроля уровня принятого радиосигнала, при снижении которого ниже порогового значения осуществляют переключение рабочей частоты локомотивной радиостанции на частоту того стационарного пункта, от которого зафиксирован наибольший уровень принимаемого радиосигнала.

В части способа технический результат изобретения достигается за счет того, что в способе передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией, заключающемся в передаче пакетов данных о поездной ситуации на перегонах, сформированных на стационарных пунктах и передаваемых в радиоканал в широковещательном режиме, и передаче пакетов данных о параметрах движения поезда, сформированных на каждой локомотивной радиостанции, при этом предварительно передают от локомотивной радиостанции на стационарный пункт номер и категорию поезда, от стационарного пункта на локомотивную радиостанцию передают номер очередности для передачи пакета данных о параметрах движения поезда, согласно изобретению от каждого стационарного пункта передают пакеты данных в симплексном режиме на одной из чередующихся рабочих частот, а в интервалах между пакетами данных передают дополнительные радиосигналы, передачу от локомотивной радиостанции осуществляют на рабочей частоте того стационарного пункта, от которого приняты дополнительные радиосигналы, имеющие наибольший уровень, при снижении которого ниже порогового значения анализируют дополнительные радиосигналы от других стационарных пунктов и переключают рабочую частоту локомотивной радиостанции на частоту того стационарного пункта, от которого зафиксированы дополнительные радиосигналы с наибольшим уровнем.

В части устройства технический результат изобретения достигается тем, что в устройстве передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией, содержащем на каждом стационарном пункте формирователь поездной ситуации на перегонах, соединенный с блоком путевых устройств и с блоком управления, к которому подключены базовая радиостанция и блок памяти, а дополнительные входы-выходы формирователя поездной ситуации на перегонах подключены к стационарным пунктам соседних железнодорожных станций, локомотивная радиостанции, установленная на каждом локомотиве, содержит формирователь параметров движения поезда, соединенный с блоком локомотивных датчиков, блоком спутниковой навигации и локомотивным блоком управления, к которому подключены приемо-передатчик и блок задания очередности передачи пакетов, согласно изобретению на каждом стационарном пункте введены и подключены к блоку управления блок установки частоты радиоканала, блок формирования дополнительных радиосигналов и блок мониторинга, выход которого соединен с входом единой системы мониторинга и администрирования, на каждой локомотивной радиостанции введены табло индикации и блок оценки уровня радиосигналов, вход-выход которого соединен с дополнительным выходом-входом локомотивного блока управления, вход табло индикации соединен с дополнительным выходом формирователя параметров движения поезда.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией.

Устройство передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией содержит на каждом стационарном пункте формирователь 1 поездной ситуации на перегонах, соединенный с блоком 2 путевых устройств и с блоком 3 управления, к которому подключены базовая радиостанция 4 и блок 5 памяти, дополнительные входы-выходы формирователя 1 поездной ситуации на перегонах подключены к стационарным пунктам соседних железнодорожных станций, локомотивная радиостанции, установленная на каждом локомотиве, содержит формирователь 8 параметров движения поезда, соединенный с блоком 9 локомотивных датчиков, блоком 11 спутниковой навигации и локомотивным блоком 7 управления, к которому подключены приемо-передатчик 6 и блок 10 задания очередности передачи пакетов, на каждом стационарном пункте введены и подключены к блоку 3 управления блок 12 установки частоты радиоканала, блок 14 формирования дополнительных радиосигналов и блок 13 мониторинга, выход которого соединен с входом единой системы мониторинга и администрирования, на каждой локомотивной радиостанции введены табло 15 индикации и блок 16 оценки уровня радиосигналов, вход-выход которого соединен с дополнительным выходом-входом локомотивного блока 7 управления, а вход табло 15 индикации соединен с дополнительным выходом формирователя 15 параметров движения поезда.

Устройство, реализующее способ передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией, работает следующим образом.

На каждой железнодорожной станции оборудуют стационарный пункт, который формирует пакет данных о поездной ситуации на близлежащих перегонах. Формирователь 1 осуществляет сбор данных блока 2 о контролируемых и управляемых объектах на данном перегоне и фиксирует последовательное занятие и освобождение поездами рельсовых цепей и горящие огни на светофорах. Эти данные с выхода блока 2 через формирователь 1, блок 3 и базовую радиостанцию 4 передают на локомотивные радиостанции, находящиеся в зоне радиопокрытия данной стационарной радиостанции. На локомотивной радиостанции пакеты данных о поездной ситуации на перегонах принимают приемо-передатчиком 6 локомотивной радиостанции, с выхода которой через локомотивный блок 7 управления и формирователь 8 воздействуют на блок 9 локомотивных датчиков и индицируют на табло 15 индикации. Дублирование состояния рельсовых цепей и показаний светофоров в кабине локомотива способствует обеспечению безопасности движения поездов. Кроме этого, табло 15 индицирует допустимую и реальную скорость поезда и расстояние до светофора с запрещающим показанием.

При вхождении поездов в зону управления данного стационарного пункта в блоке 5 запоминают очередность регистрации поездов. Эти данные передают на локомотивные радиостанции и фиксируют в блоке 10, который устанавливает очередность передачи пакетов от локомотивных радиостанций после приема пакетов от стационарного пункта.

Передача информации от поездных локомотивов на участке управления возможна в заранее выделенные временные слоты. Однако, если количество поездов на участке управления меньше количества выделенных временных слотов, то часть их не будет использоваться. Такая организация передачи характеризуется потерей времени, которое можно использовать для передачи полезной информации.

Пакеты данных, сформированные на стационарных пунктах, передают в радиоканал в широковещательном режиме. По окончании передачи от стационарного пункта передают пакеты локомотивные радиостанции согласно очередности при регистрации. Пакеты данных от поездных локомотивов содержат информацию о параметрах движения поезда (координаты, скорость и направление движения) и имеют фиксированную длину.

В радиоканале обмен сигналами осуществляют в диапазоне 160 МГц в симплексном режиме, причем одинаковые номиналы рабочих частот базовых радиостанций повторяют через каждые три стационарных пункта. Базовые радиостанции 4 для обеспечения надежности передачи формируют зоны радиопокрытия с наложением. Выбор стационарного пункта, через который идет передача ответственной информации, осуществляют при помощи блока 16 локомотивной радиостанции по уровню принятых дополнительных радиосигналов.

Если при движении поезда значение уровня дополнительных радиосигналов, зафиксированное блоком 16 локомотивной радиостанции, становится меньше порогового значения, то начинается поиск другого стационарного пункта с более высоким уровнем принимаемых дополнительных радиосигналов. Пороговое значение может быть запрограммировано на уровне от -80 dBm до -120 dBm. Блок 7 управления локомотивной радиостанции переключает рабочую частоту приемо-передатчика 6 локомотивной радиостанции поочередно на рабочие частоты других стационарных пунктов.

Каждый стационарный пункт с заданным периодом с помощью блока 14 излучает посылки дополнительных радиосигналов. Длительность посылок, например, может быть порядка 4 с, а периодичность посылок порядка 60 с. Для увеличения вероятности приема дополнительных радиосигналов продолжительность их может быть увеличена. Однако при увеличении продолжительности посылок дополнительных радиосигналов необходимо увеличивать и их периодичность для соответствия коэффициенту передачи. Рабочую частоту приемо-передатчика 6 локомотивной радиостанции фиксируют на рабочей частоте того стационарного пункта, от которого зафиксирован наибольший уровень дополнительных радиосигналов.

На стационарном пункте пакеты принимают базовой радиостанцией 4, с выхода которой через блок 3 управления передают на формирователь 1 поездной ситуации на перегонах. Пакеты данных о поездной ситуации на перегонах формируют с учетом принятых пакетов данных о параметрах движения поезда, состояния блоков 2 путевых устройств на своей и соседних железнодорожных станциях. Блок 12 обеспечивает установку заданного рабочего канала базовой радиостанции 4. Блок 5 запоминает очередность передачи локомотивных радиостанций. Блок 13 мониторинга контролирует исправное состояние оборудования стационарного пункта и поездных локомотивов и при возникновении аварии посылает соответствующие сигналы в единую систему мониторинга и администрирования ЕСМА. Информация о техническом состоянии устройств передается в систему ЕСМА с использованием стандартного протокола SNMP.

На локомотивной радиостанции формирователь 8 параметров движения поезда осуществляет сбор данных о состоянии блока 9 локомотивных датчиков и фиксирует линейные координаты поезда с помощью блока 11 спутниковой навигации. С выхода формирователя 8 пакеты данных через локомотивный блок 7 управления и приемо-передатчик 6 локомотивной радиостанции передают на стационарный пункт.

Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности передачи ответственной информации за счет контроля уровня принятого радиосигнала и, при его снижении на данном участке пути ниже порогового значения, переключения рабочей частоты локомотивной радиостанции на частоту того стационарного пункта, от которого зафиксирован наибольший уровень принятого радиосигнала.

1. Способ передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией, заключающийся в передаче пакетов данных о поездной ситуации на перегонах, сформированных на стационарных пунктах и передаваемых в радиоканал в широковещательном режиме, и передаче пакетов данных о параметрах движения поезда, сформированных на каждой локомотивной радиостанции, при этом предварительно передают от локомотивной радиостанции на стационарный пункт номер и категорию поезда, а от стационарного пункта на локомотивную радиостанцию передают номер очередности для передачи пакета данных о параметрах движения поезда, отличающийся тем, что от каждого стационарного пункта передают пакеты данных в симплексном режиме на одной из чередующихся рабочих частот, а в интервалах между пакетами данных передают дополнительные радиосигналы, передачу от локомотивной радиостанции осуществляют на рабочей частоте того стационарного пункта, от которого приняты дополнительные радиосигналы, имеющие наибольший уровень, при снижении которого ниже порогового значения анализируют дополнительные радиосигналы от других стационарных пунктов и переключают рабочую частоту локомотивной радиостанции на частоту того стационарного пункта, от которого зафиксированы дополнительные радиосигналы с наибольшим уровнем.

2. Устройство передачи ответственной информации по радиоканалу между стационарным пунктом и локомотивной радиостанцией, содержащее на каждом стационарном пункте формирователь поездной ситуации на перегонах, соединенный с блоком путевых устройств и с блоком управления, к которому подключены базовая радиостанция и блок памяти, дополнительные входы-выходы формирователя поездной ситуации на перегонах подключены к стационарным пунктам соседних железнодорожных станций, локомотивная радиостанция, установленная на каждом локомотиве, содержит формирователь параметров движения поезда, соединенный с блоком локомотивных датчиков, блоком спутниковой навигации и локомотивным блоком управления, к которому подключены приемо-передатчик и блок задания очередности передачи пакетов, отличающееся тем, что на каждом стационарном пункте введены и подключены к блоку управления блок установки частоты радиоканала, блок формирования дополнительных радиосигналов и блок мониторинга, выход которого соединен с входом единой системы мониторинга и администрирования, на каждой локомотивной радиостанции введены табло индикации и блок оценки уровня радиосигналов, вход-выход которого соединен с дополнительным выходом-входом локомотивного блока управления, вход табло индикации соединен с дополнительным выходом формирователя параметров движения поезда.