Определение саморасцепа железнодорожного состава

Иллюстрации

Определение саморасцепа железнодорожного состава (патент 2619148)
Определение саморасцепа железнодорожного состава (патент 2619148)
Определение саморасцепа железнодорожного состава (патент 2619148)
Определение саморасцепа железнодорожного состава (патент 2619148)
Показать все

Раскрыты способ и устройство для определения саморасцепа железнодорожного состава, когда один или более железнодорожных вагонов/пассажирских вагонов (401) случайно расцепляются от остальной части железнодорожного состава. Способ заключает в себе выполнение распределенного акустического считывания на оптическом волокне (104a, 104b), развернутом вдоль длины железной дороги, чтобы предоставлять множество продольных акустических считывающих частей вдоль железной дороги (201). Акустический отклик анализируется, чтобы определять сигнатуру, указывающую саморасцеп железнодорожного состава. Для этого осуществляют определение акустических событий (302, 303), связанных с различными частями железнодорожного состава, и определение, когда разделение между двумя событиями превышает пороговую величину. Повышается достоверность определения саморасцепа. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

Реферат

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к определению саморасцепа секций железнодорожного состава на железной дороге и, в частности, к способам и устройствам для определения саморасцепа/разрыва железнодорожного состава с использованием волоконно-оптического распределенного акустического считывания.

Саморасцеп железнодорожного состава, иногда называемый разрывом железнодорожного состава либо "разъединением", может возникать, когда один или более пассажирских вагонов или вагонов железнодорожного состава становятся случайно расцепленными от остальной части пассажирских вагонов/вагонов и/или локомотива. Это может происходить во время движения железнодорожного состава, т.е. когда железнодорожный состав движется, например, вследствие отказа механизма сцепки.

Во многих конструкциях железнодорожного состава каждый вагон или пассажирский вагон может содержать собственный набор тормозов, и тормозная система может быть выполнена с возможностью активировать отказоустойчивый режим работы. Например, известны воздушные тормоза, в которых сжатый воздух предоставляется из локомотива через рукава, соединяющие вагоны между собой, и в случае падения давления воздуха, которое возникает, если два вагона должны расцепляться, тормоза в обеих секциях саморасцепленного железнодорожного состава должны автоматически применяться с использованием сжатого воздуха, накопленного в резервуаре в каждом вагоне. Таким образом, обе секции саморасцепленного железнодорожного состава автоматически должны принудительно останавливаться.

Тем не менее, в некоторых операциях на железной дороге не могут использоваться отказоустойчивые тормозные системы. Также возможно то, что отказоустойчивая тормозная система может быть недоступной для всего железнодорожного состава и/или может быть неисправной. Например, в воздушной тормозной системе, упомянутой выше, утечка при протекании сжатого воздуха, например, вследствие одного или более поврежденных или некорректно управляемых клапанов потенциально может означать, что вагоны в первой части железнодорожного состава принимают подачу под высоким давлением, а вагоны во второй части железнодорожного состава вообще не имеют подачи или имеют только подачу под низким давлением. Следовательно, резервуары сжатого воздуха в вагонах второй части железнодорожного состава не могут находиться под достаточным давлением для того, чтобы применять тормоза. Хотя это должно означать то, что задняя часть железнодорожного состава может не иметь тормозов, это может быть незаметно в длинносоставном железнодорожном составе. Саморасцеп железнодорожного состава, вытекающий из расцепления во второй секции железнодорожного состава, следовательно, не будет приводить к использованию отказоустойчивого режима работы.

Если саморасцеп железнодорожного состава возникает при отсутствии отказоустойчивого режима работы, саморасцеп железнодорожного состава не может быть легко определимым посредством поездной бригады железнодорожного состава, в частности, в случае длинносоставных грузовых железнодорожных составов, которые могут иметь любую длину от нескольких сотен метров вплоть до километров.

Безусловно, необнаруженный саморасцеп железнодорожного состава может представлять серьезную опасность. Расцепленная секция может замедляться вплоть до останова на линии, при этом она представляет неизвестную опасность на линии. Тем не менее, расцепленная задняя секция может иметь значительное количество движения и в силу этого может продолжать ехать еще некоторое расстояние. Если относительная скорость расцепленной секции по сравнению с приводимой секцией железнодорожного состава увеличивается, что может происходить, если приводимая секция железнодорожного состава замедляется, и/или расцепленная секция разгоняется под уклон, расцепленная секция может ударяться о заднюю часть остальной части железнодорожного состава, возможно нанося ущерб железнодорожному составу и с возможным риском крушения. В некоторых случаях расцепленная секция может ударяться о приводимую секцию, накатываться, еще больше разгоняться и снова ударяться. Альтернативно, если расцепленная секция едет в подъем, она может замедляться и затем изменять направление и становиться скатывающейся частью, едущей в направлении, из которого она поступила.

Известны различные системы для мониторинга и управления железнодорожными составами, которые предоставляют автоматическую защиту железнодорожных составов, но есть множество железнодорожных сетей, которые не работают с такими системами защиты железнодорожных составов. В любом случае такие системы типично не позволяют определять саморасцеп железнодорожного состава и должны требовать определения саморасцепа железнодорожного состава посредством некоторого другого средства, чтобы обеспечивать защиту для саморасцепа железнодорожного состава и всех перевозок по сети.

Например, некоторые системы управления движением железнодорожных составов базируются на предоставлении посредством самого железнодорожного состава позиционной информации, например, на основе одного или более из GPS-определителя местоположения, различных бортовых инерциальных систем управления и/или приемо-передающих устройств для обмена данными с путевыми информационными системами/маркерами положения. Типично различные определители местоположения, датчики или приемо-передающие устройства размещаются в локомотиве или иным способом впереди железнодорожного состава, и в силу этого предоставляют реалистичную информацию только относительно местоположения передней части железнодорожного состава. Положение конца железнодорожного состава в таком случае предполагается из знания числа вагонов железнодорожного состава. При саморасцепе железнодорожного состава, к примеру, как описано выше, передняя часть железнодорожного состава может продолжать двигаться ожидаемым способом без знания машинистом относительно саморасцепа. Следовательно, система управления движением железнодорожных составов должна определять ожидаемое движение передней части железнодорожного состава и не будет обнаруживать каких-либо проблем.

Следовательно, существует потребность в способе и устройстве, которые позволяют определять саморасцеп железнодорожного состава.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ определения саморасцепа железнодорожного состава, содержащий: выполнение распределенного акустического считывания по меньшей мере для одного оптического волокна, развернутого вдоль железной дороги, с тем чтобы предоставлять множество продольных акустических считывающих частей вдоль железной дороги; анализ акустического отклика от упомянутых акустических считывающих частей, чтобы определять сигнатуру, указывающую саморасцеп железнодорожного состава.

Следовательно, способ этого аспекта настоящего изобретения использует принципы волоконно-оптического распределенного акустического считывания (DAS). Распределенное акустическое считывание представляет собой известный тип считывания, при котором оптическое волокно развертывается в качестве считывающего волокна и многократно опрашивается с помощью электромагнитного излучения, чтобы предоставлять считывание акустической активности по длине. Типично, один или более входных импульсов излучения вводятся в оптическое волокно. Посредством анализа излучения, обратно рассеянного внутри волокна, волокно может эффективно быть разделено на множество дискретных считывающих частей, которые могут быть (но необязательно) смежными. В каждой дискретной считывающей части механические возмущения волокна, например деформации вследствие падающих акустических волн, вызывают изменение свойств излучения, которое обратно рассеивается из этой части. Это изменение может быть определено, и проанализировано, и использовано для того, чтобы предоставлять показатель интенсивности возмущений волокна в этой считывающей части. Таким образом, DAS-датчик фактически выступает в качестве линейной считывающей матрицы акустических считывающих частей оптического волокна. Длина считывающих частей волокна определяется посредством характеристик опрашивающего излучения и обработки, применяемой к сигналам обратного рассеяния, но типично могут использоваться считывающие части порядка от нескольких метров до нескольких десятков метров и т.п. При использовании в этом подробном описании термин "распределенное акустическое считывание" должен считаться означающим считывание посредством оптического опроса оптического волокна для того, чтобы предоставлять множество дискретных акустических считывающих частей, распределенных продольно вдоль волокна, и термин "распределенный акустический датчик" должен интерпретироваться соответствующим образом. Термин "акустический" должен означать любой тип волны давления или механических возмущений, которые могут приводить к изменению деформации на оптическом волокне, и для исключения сомнений термин "акустический" должен считаться включающим в себя ультразвуковые и дозвуковые волны, а также сейсмические волны.

DAS может управляться с возможностью предоставлять множество считывающих каналов по большой длине волокна, например DAS может применяться к участкам волокна до 40 км или более со смежными считывающими каналами длиной порядка 10 м. Таким образом, может отслеживаться большая длина железной дороги, но с дискретизацией с высоким пространственным разрешением. Для длины, превышающей приблизительно 40 км, несколько узлов DAS-датчиков могут быть развернуты с различными интервалами, чтобы предоставлять непрерывный мониторинг любой требуемой длины железной дороги.

Способность определять акустические сигналы по множеству отдельных каналов, которые могут быть смежными по большой длине железной дороги, обеспечивает возможность определения сигналов, указывающих саморасцеп железнодорожного состава, т.е. разрыв железнодорожного состава, как подробнее описано ниже.

Определение сигнатуры, указывающей саморасцеп железнодорожного состава, может заключать в себе определение первого акустического события, связанного с первой частью железнодорожного состава, и второго акустического события, связанного со второй другой частью железнодорожного состава, и определение того, что разделение, т.е. расстояние между первым акустическим событием и вторым акустическим событием, находится за пределами порогового значения. Другими словами, способ может заключать в себе использование акустического отклика от DAS-датчика(ов) для того, чтобы идентифицировать различные части железнодорожного состава. Следует принимать во внимание, что по мере того, как движется железнодорожный состав по железной дороге, он формирует значительный шум в участке колеи, по которому он едет. В настоящем изобретении акустические сигналы, сформированные посредством железнодорожного состава по мере того, как он движется, определяются и используются для того, чтобы отличать различную часть железнодорожного состава. По мере того как движется железнодорожный состав, может быть некоторое изменение расстояния между любыми двумя данными местоположениями в железнодорожном составе (не в одном и том же вагоне/пассажирском вагоне), возникающее в результате нормального режима работы сцепок между вагонами. Тем не менее, для любых двух данных местоположений в железнодорожном составе, величина разделения должна оставаться в пределах диапазона (что зависит от того, насколько разнесены два местоположения, например сколько сцепок может быть между двумя местоположениями). Способ в силу этого может определять то, превышает или нет разделение между двумя частями железнодорожного состава пороговое значение. Пороговое значение, безусловно, должно задаваться на уровне, который превышает величину нормального изменения расстояния, которая может испытываться.

В одном варианте осуществления, способ содержит анализ акустического отклика от акустических считывающих частей, чтобы находить акустический сигнал, указывающий переднюю часть железнодорожного состава, и акустический сигнал, связанный с задней частью железнодорожного состава, и определение расстояния между акустическими сигналами, указывающими переднюю и заднюю части железнодорожного состава.

В этом варианте осуществления, определяются акустические сигналы, связанные с передней и задней частями железнодорожного состава. Это может выполняться посредством анализа акустического отклика от множества акустических считывающих частей, чтобы определять акустический отклик от увеличенной длины волокна, т.е. из множества смежных считывающих частей. Как упомянуто выше, железнодорожный состав должен создавать звук по мере того, как он движется, который должен быть определен посредством считывающих частей волокна рядом с релевантной частью колеи. Все считывающие части рядом с железнодорожным составом должны определять значительный акустический сигнал, и в силу этого положение железнодорожного состава должно показываться в качестве непрерывной области акустического шума. Конечно, следует принимать во внимание, что звук, сформированный посредством железнодорожного состава, также проходит перед передней частью железнодорожного состава и обратно относительно железнодорожного состава, и в силу этого участки волокна впереди и позади железнодорожного состава также должны определять шум вследствие движения железнодорожного состава. Тем не менее, хотя некоторые звуки, связанные с движением железнодорожного состава, к примеру затухающие колебания рельсов, могут проходить на значительное расстояние, такие звуки должны иметь различную характеристику относительно звуков, определенных, когда железнодорожный состав фактически находится рядом со считывающей частью. Таким образом, акустический отклик может быть проанализирован для того, чтобы определять, в общем, непрерывный акустический сигнал, указывающий, что железнодорожный состав находится рядом или совсем близко к считывающим частям. Способ в силу этого может заключать в себе идентификацию начала и конца непрерывных акустических возмущений, указывающих железнодорожный состав.

Следовательно, может обнаруживаться начало и конец акустического отклика от железнодорожного состава. Поскольку развертывание оптического волокна рядом с железной дорогой известно, в силу этого может определяться расстояние между передней и задней частями железнодорожного состава.

Если длина конкретного железнодорожного состава, отслеживаемого в данное время, известна, становится возможным сравнивать определенное расстояние с пороговым значением на основе максимальной ожидаемой длины железнодорожного состава (возможно, включающей в себя некоторый допустимый запас для небольших неточностей при определении передней и задней частей железнодорожного состава). Если длина железнодорожного состава превышает пороговое значение, может определяться событие саморасцепа железнодорожного состава.

Тем не менее, иногда ожидаемая длина или железнодорожный состав может быть неизвестной, либо фактическая длина может отличаться от ожидаемой длины, поскольку другое число вагонов, возможно, фактически присоединено по сравнению с ожидаемым числом. Это не является проблемой в вариантах осуществления настоящего изобретения, поскольку DAS-датчик может предоставлять регулярный мониторинг железнодорожного состава по мере того, как он проходит вдоль отслеживаемого участка колеи. Таким образом, способ может заключать в себе многократное определение расстояния между акустическими сигналами, указывающими переднюю и заднюю части железнодорожного состава, и определение, увеличивается ли упомянутое расстояние за пределы пороговой величины. Таким образом, независимо от того, какова начальная длина железнодорожного состава, могут определяться все изменения расстояния между передней и задней частями железнодорожного состава выше пороговой величины. Таким образом, может определяться саморасцеп железнодорожного состава даже в железнодорожных составах неизвестной номинальной длины. Пороговое значение в силу этого может быть основано на ранее определенном расстоянии между передней и задней частями железнодорожного состава. Другими словами, DAS-система будет предоставлять индикатор относительно общей длины железнодорожного состава по мере того, как он движется на отслеживаемом участке колеи, посредством определения расстояния между акустическими сигналами, связанными с передней и задней частями железнодорожного состава. Если это измеренное расстояние впоследствии увеличивается на неожиданную величину, например длина превышает определенный процент от первоначально измеренной длины, это может указывать событие саморасцепа железнодорожного состава.

Как упомянуто выше, расстояние между передней и задней частями железнодорожного состава должно варьироваться в нормальном режиме работы по мере того, как вагоны либо сближаются (скажем, если железнодорожный состав замедляется или спускается), либо отдаляются (скажем, если железнодорожный состав ускоряется или поднимается). Начальное значение длины железнодорожного состава в силу этого может получаться и сравниваться с последующими значениями длины железнодорожного состава. Может устанавливаться пороговое значение на основе начального значения плюс определенный процент. Если расстояние между передней и задней частями превышает это пороговое значение, может определяться саморасцеп железнодорожного состава. Если железнодорожный состав остается в пределах порогового значения в течение определенного периода времени, дополнительные значения расстояния между передней и задней частями, определенные в промежутке, могут использоваться для того, чтобы уточнять начальное значение и/или пороговое значение. Именно тот факт, что длинный участок колеи может отслеживаться с высоким пространственным разрешением с помощью DAS-системы, например приблизительно 40 км колеи со считывающими частями порядка 10 м по всем этим 40 км, обеспечивает возможность эффективной реализации такого способа.

В одном варианте осуществления, определение акустических сигналов, связанных с передней и задней частями железнодорожного состава соответственно, содержит идентификацию первой считывающей части и последней считывающей части, чтобы определять акустическую сигнатуру, получающуюся из железнодорожного состава, проходящего характерные признаки колеи. В частности, способ может содержать идентификацию акустических сигналов, связанных с колесными парами железнодорожного состава, проходящего характерные признаки колеи. Следует принимать во внимание, что по мере того, как движется железнодорожный состав, формируется множество звуков. Тем не менее, в частности, любые особенности колеи, которые формируют шум по мере того, как колесные пары железнодорожного состава проходят характерный признак, должны формировать характерный повторяющийся шаблон, вытекающий из компоновки колесных пар. Таким образом, например, для колеи на стыках может возникать шум, сформированный, когда колеса проходят от одного участка рельса на другой. Он типично должен формировать акустический сигнал. Когда следующие колесные пары проходят тот же стык, они также должны формировать аналогичный акустический сигнал. Таким образом, акустическая считывающая часть около рельсового стыка должна определять характерный шаблон. Например, рассмотрим железнодорожный состав, имеющий локомотив с двумя передними колесными парами и, после большего промежутка, двумя задними колесными парами. Если железнодорожный состав едет с относительно постоянной скоростью, считывающая часть рядом со стыком или другим характерным признаком колеи может определять четыре различных звука, соответствующие каждой из четырех колесных пар, пересекающих характерный признак поочередно, с двумя звуками относительно близко по времени и затем, после большего промежутка, еще двумя звуками относительно близко по времени. Отличительный повторяющийся шаблон колесных пар, пересекающих характерные признаки колеи, следовательно, может быть использован для того, чтобы определять местоположение железнодорожного состава и идентифицировать переднюю и заднюю части железнодорожного состава посредством идентификации первой и последней считывающих частей, чтобы надежно определять характерные звуки. Тем не менее, в общем, прохождение железнодорожного состава на колее, которая практически не имеет характерных признаков, формирует акустические сигналы, связанные с прохождением колесных пар/осей железнодорожного состава, которые проявляются в качестве относительно интенсивных "выбросов" широкополосного шума в общем акустическом сигнале вследствие прохождения железнодорожного состава.

В дополнение или в качестве альтернативы определению передней и задней частей железнодорожного состава, способ может содержать идентификацию акустических признаков, связанных с отдельными вагонами железнодорожного состава. Таким образом, акустический сигнал, связанный с первым вагоном железнодорожного состава, может определяться и отличаться от акустического сигнала, связанного со вторым вагоном железнодорожного состава. Кроме того, характеристика относительно пересечения посредством колесных пар характерных признаков колеи или общих выбросов широкополосного шума вследствие колесных пар может быть использована для того, чтобы отличать различные вагоны железнодорожного состава.

Считается, что железнодорожный состав состоит из нескольких вагонов с идентичной компоновкой. Каждый из них имеет конкретную компоновку колесных пар. Например, в качестве простого примера, вагон может иметь всего две колесные пары, переднюю и заднюю, которые отделены на первое расстояние, которое фактически является фиксированным. Также предусмотрено разделение между передними и задними колесными парами смежных вагонов. Это второе расстояние, которое может существенно отличаться от первого расстояния, может варьироваться в пределах диапазона по мере того, как движется железнодорожный состав. В качестве аргумента, предположим, что максимальная величина второго расстояния при обычном применении еще меньше первого расстояния. По мере того как последовательность вагонов проходит данный характерный признак колеи, каждая колесная пара должна приводить к формированию аналогичного акустического сигнала. Для железнодорожного состава, едущего с относительно постоянной скоростью, это должно формировать последовательность вхождений отличительного акустического отклика, отделенных посредством промежутков в шаблоне "длинный, короткий, длинный, короткий" и т.д. Длительность длинных промежутков должна быть обоснованно постоянной, тогда как длительность коротких промежутков может незначительно варьироваться. Если такой шаблон определен, можно идентифицировать то, что сигналы, определенные с обеих сторон длинных промежутков, соответствуют колесным парам отдельного вагона, пересекающим характерный признак колеи, тогда как короткие промежутки представляют время между колесными парами смежных вагонов. Таким образом, разделение между вагонами может определяться и отслеживаться в зависимости от порогового значения.

Способ в силу этого может заключать в себе идентификацию акустических сигналов, связанных с колесной парой, проходящей характерный признак колеи, и определение интервала между акустическими сигналами, соответствующими разным колесным парам. Может определяться интервал между акустическими признаками, сформированными посредством колесных пар в одном и том же вагоне, и интервал между характерными признаками, сформированными посредством колесных пар в разных вагонах.

Чтобы определять фактическое расстояние между вагонами, необходимо знать скорость железнодорожного состава. Тем не менее, оно может вычисляться посредством проверки темпа продвижения передней и/или задней части железнодорожного состава, который может быть определен так, как изложено выше. Альтернативно, если длина между осями вагонов известна, расстояние между вагонами может быть определено из сравнения измеренной длительности между вагонами с длительностью между акустическими сигналами вследствие проезда колесных пар одного вагона. После того как расстояние между задней колесной парой одного вагона и передней колесной парой следующего вагона определено, расстояние может сравниваться с максимальным допустимым пороговым значением.

Альтернативно, разделение между вагонами во времени может отслеживаться непосредственно в зависимости от порогового значения времени, которое может регулироваться, например, на основе скорости железнодорожного состава. Альтернативно, способ может заключать в себе определение того, превышает или нет интервал между признаками, сформированными посредством колесных пар в разных вагонах, пороговое значение на основе интервала между колесными парами в одном и том же вагоне. Например, если можно определять время между первой и последней колесными парами одного вагона и известно, что расстояние между колесной парой примыкающих вагонов никогда не должно превышать расстояние между первой и последней колесными парами одного вагона, измеренная длительность для прохождения посредством колесных пар одного вагона характерных признаков колеи может быть использована непосредственно для того, чтобы определять надлежащее пороговое значение.

На практике, фактическая компоновка колесных пар вагонов может быть более сложной. Например, каждый вагон может иметь переднюю и заднюю тележки, каждая из которых поддерживает две колесные пары. Тем не менее, в общем, для отдельного вагона, следовательно, предусмотрены в целом фиксированные расстояния между разными колесными парами (согласно движению используемых тележек). Также возникает разделение между колесными парами примыкающих вагонов, причем типично маловероятно то, что оно является идентичным разделению между колесными парами в одном и том же вагоне. Таким образом, может выполняться идентичный тип анализа, но, например, с поиском пар акустических сигналов в относительно быстрой последовательности, соответствующей паре колесных пар на тележке, после которых позднее идет другая пара акустических сигналов, представляющих следующую тележку.

Конечно, возможно то, что разделение между колесными парами примыкающих вагонов может быть практически идентичным разделению между колесными парами в данном вагоне. В этом случае может быть невозможным уникально идентифицировать то, какие сигналы соответствуют колесным парам одного и того же вагона, а какие сигналы соответствуют колесным парам смежных вагонов. Тем не менее, относительная длительность по-прежнему может сравниваться между собой и отслеживаться во времени.

Также железнодорожный состав может содержать определенное число разных вагонов, имеющих различные компоновки колес и соединенных между собой в неизвестном порядке. Тем не менее, способ по-прежнему может применяться для того, чтобы определять саморасц железнодорожного состава.

На практике железнодорожный состав должен проходить определенное число характерных признаков колеи вдоль колеи, и каждый из них может быть рядом с различными считывающими частями распределенного акустического датчика. Таким образом, относительная длительность акустических сигналов, определенная, когда железнодорожный состав проходит один характерный признак колеи, может сравниваться с относительной длительностью, определенной посредством другой считывающей части позднее по мере того, как железнодорожный состав проходит другой характерный признак колеи. Фактически, относительный шаблон, полученный в одной части колеи, может сравниваться с относительным шаблоном, полученным в другой части колеи. Изменение скорости движения железнодорожного состава должно влиять на абсолютное разнесение между акустическими сигналами, а не на относительное разнесение. Если определяется существенное изменение, и длительность между двумя частями шаблона акустических сигналов значительно увеличена относительно пропорции с остальной частью шаблона, это может быть индикатором саморасцепа железнодорожного состава.

Рельсовые стыки упомянуты в качестве подходящих характерных признаков колеи. Рельсовые стыки типично отделены на каждые несколько десятков метров, и в силу этого каждый стык может быть расположен рядом с отдельной считывающей частью оптического волокна, причем длина считывающей части составляет примерно порядка 10 м. Это обеспечивает возможность непрерывного мониторинга практически всей длины железнодорожного состава, что также обеспечивает возможность простого определения изменений длительности между событиями вследствие ускорения/замедления железнодорожного состава. Тем не менее, должен быть подходящим любой характерный признак колеи, который реагирует на прохождение железнодорожного состава посредством формирования различных акустических откликов от заданных частей из нескольких различных частей железнодорожного состава.

Следовательно, в общем, способ может заключать в себе идентификацию общих акустических сигналов, определенных посредством DAS-датчика вследствие прохождения железнодорожного состава на отслеживаемом участке колеи. Определенные акустические сигналы вследствие железнодорожного состава затем могут быть проанализированы, чтобы определять последовательность относительно интенсивных широкополосных сигналов, т.е. сигналов в широком диапазоне частот. Обнаружено, что такие сигналы соответствуют сигналам, сформированным посредством колесных пар железнодорожных составов, и в силу этого могут быть использованы для того, чтобы идентифицировать колесные пары/оси железнодорожного состава. Посредством идентификации сигналов вследствие колесных пар железнодорожного состава по мере того, как он движется по колее, любые события саморасцепа железнодорожного состава, т.е. разрыв железнодорожного состава, могут быть легко определены посредством проверки разделения по расстоянию (или по времени) между сигналами вследствие колесных пар.

Следует отметить, что в прошлом использовались датчики деформации для вариантов применения подсчета числа осей, например, для определения того, покинул или нет железнодорожный состав полностью участок колеи (к примеру, железнодорожный переезд). Варианты осуществления настоящего должны обеспечивать возможность подсчета числа осей, но подсчет числа осей, в общем, применяется в фиксированном местоположении и требует знания числа осей железнодорожного состава. Варианты осуществления настоящего изобретения используют акустическое считывание для того, чтобы непрерывно определять сигналы вследствие прохождения колесных пар вдоль отслеживаемого участка колеи и определять расстояние между сигналами вследствие прохождения колесных пар по мере того, как движется железнодорожный состав. Это существенно отличается от подсчета числа осей.

При использовании оптическое волокно может быть развернуто рядом с колеей. По меньшей мере часть оптического волокна может быть заглублена вдоль пути колеи. Оптическое волокно, которое используется, может быть частью инфраструктуры связи, которая уже проложена рядом с колеей, либо оно может быть установлено специально для распределенного акустического считывания. Дополнительно или альтернативно по меньшей мере часть оптического волокна может быть присоединена к колее. Заглубленное оптическое волокно защищается от воздействия окружающей среды и может оставаться на месте в течение многих лет без необходимости технического обслуживания. Хотя земля может предоставлять некоторое ослабление акустических сигналов, по-прежнему могут определяться хорошие сигналы. Тем не менее, волокно, присоединенное к части колеи, например присоединенное к рельсу, может позволять определять дополнительные сигналы и может позволять обеспечивать лучшее различение в некоторых вариантах применения.

По меньшей мере часть оптического волокна может быть развернута смежно с множеством смежных колей. Другими словами, по меньшей мере часть оптического волокна может проходить вдоль двух или более рельсовых линий параллельно. В этом случае распределенное акустическое считывание может предоставлять определение саморасцепа железнодорожного состава для железнодорожных составов, едущих по двум или более параллельным колеям. Если движения железнодорожного состава известны заранее, то конкретная отслеживаемая колея должна быть очевидной из контекста, т.е. времени и местоположения вдоль путей акустических сигналов. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления, способ может идентифицировать то, по какой из множества смежных колей едет железнодорожный состав. Предусмотрено множество способов, которыми может быть идентифицирована конкретная колея. Если местоположение по меньшей мере некоторых характерных признаков колеи варьируется для колеи так, что релевантные считывающие части волокна, которые находятся рядом с признаками колеи, отличаются для каждой колеи, то прохождение железнодорожного состава на данной колее должно быть идентифицируемым из местоположения акустических откликов к таким признакам.

Дополнительно или альтернативно, характеристика акустических сигналов, сформированных посредством прохождения железнодорожного состава, может быть проанализирована, чтобы определять поперечное смещение от волокна к источнику сигналов. Это может выполняться посредством определения времени поступления данного акустического воздействия в других частях считывающего волокна. Разница во времени поступления между считывающими частями должна варьироваться в зависимости от степени поперечного смещения. Таким образом, отличительный сигнал, к примеру, при выдаче гудка железнодорожном составом, может быть определен в нескольких различных считывающих частях, и может определяться разница во времени поступления. Альтернативно, может использоваться любой подходящий отличительный акустический сигнал. Дополнительно или альтернативно, сигналы могут быть проанализированы, чтобы определять темп изменения доплеровского сдвига в любом сигнале относительно постоянной частоты. Максимальный темп изменения доплеровского сдвига должен зависеть от того, насколько близко считывающая часть находится к источнику звука постоянной частоты.

В случае, если определяется саморасцеп железнодорожного состава, способ может содержать идентификацию местоположения разрыва железнодорожного состава. Если способ заключается в мониторинге передней и задней частей железнодорожного состава, способ может идентифицировать общее местоположение разрыва с точки зрения местоположения задней части для расцепленной части железнодорожного состава. Если способ заключает в себе мониторинг акустических сигналов в ответ на характерные признаки колеи, может идентифицироваться и отслеживаться фактическая секция расцепленного железнодорожного состава. Способ также может включать в себя формирование аварийного сигнала, который может включать в себя по меньшей мере одно из видео- и/или звукового аварийного сигнала в диспетчерской или оповещения в диспетчерскую. Автоматическая сигнализация может осуществляться для того, чтобы не допускать продвижения других железнодорожных составов на одной и той же линии, и если расцепленная секция скатывается, то оповещения могут отправляться на переезды и станции на линии. Машинист железнодорожного состава, который саморасцепился, также может быть автоматически уведомлен по радиостанции. В случае, если расцепленная часть железнодорожного состава по-прежнему едет в одном и том же направлении, машинист может иметь возможность постепенно уменьшать скорость, чтобы не допускать столкновения с высоким количеством движения и ме