Устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам управления переездной сигнализацией. Устройство содержит видеокамеры, размещенные с разных сторон железнодорожного переезда и связанные с блоком управления режимом работы видеокамер, который в свою очередь связан с блоком управления работой переездной сигнализации и с передатчиком сигналов видеокамер. На переезде дополнительно установлены оптические датчики, связанные с блоком определения усредненных параметров освещенности и контрастности, и блок записи и хранения эталонного сигнала, выходы указанных блоков связаны с блоком управления режимом работы видеокамер. Передатчик по каналу связи подключен к приемнику, установленному в помещении дежурного по станции, выход которого связан с компьютером, который через блок выделения препятствия подключен к мониторам, устройству видеозаписи и блоку регистрации аварийной ситуации, выходы последнего подключены к блоку управления исполнительными механизмами и блоку передачи информации об источнике опасности. Также передатчик по каналу связи подключен к приемнику, установленному на рельсовом транспортном средстве, выход которого связан с компьютером, к которому подключен блок обнаружения препятствий, связанный в свою очередь с мониторами и блоком регистрации препятствия, выход последнего связан с блоком управления исполнительными механизмами. Техническим результатом является повышение надежности и безопасности на железнодорожных переездах. 2 ил.

 

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 низкая надежность обнаружения препятствий, обусловленная малым уровнем сигнала от объектов, имеющих незначительную эффективную площадь отражения радиосигнала.

Наиболее близким по технической сущности является бортовая система обнаружения посторонних объектов в габарите контактной подвески (2), разработанная в "Исследовательско-технологическом центре (FTZ)" железных дорог Германии (DBAG), содержащая три видеокамеры, смещенные относительно друг друга в горизонтальной плоскости, два компьютера, один из которых служит для сохранения видеоинформации, поступающей с частотой 10 изображений на одну камеру в секунду, что соответствует 30 Мбайт/с, а другой - для управления и анализа, а также прибор для измерения расстояния. В любом случае необходимо больше одной камеры, чтобы из двухмерного изображения с помощью триангуляции получить третий размер, а именно расстояние до наблюдаемых объектов. Только таким образом возможно обнаружение препятствий в зоне прохождения токоприемников.

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: за счет повышения надежности обнаружения посторонних объектов в контролируемой зоне, с учетом параметров внешней среды; своевременного торможения поезда, приближающегося к переезду при наличии посторонних объектов в контролируемой зоне и регистрации источника опасной ситуации на железнодорожном переезде.

Для этого в состав известного устройства (2), содержащего видеокамеры, передатчики и приемники сигналов видеокамер, компьютеры, мониторы, блоки обнаружения препятствий, блоки управления исполнительными механизмами дополнительно введены блок записи и хранения эталонного сигнала, блок управления режимом работы видеокамер, блок управления работой переездной сигнализации, оптические датчики, блок определения усредненных параметров освещенности и контрастности в зоне контроля, блок регистрации препятствия, устройство видеозаписи, причем непосредственно на переезде установлены определенным образом видеокамеры и оптические датчики, связанные с блоком определения усредненных параметров освещенности и контрастности в зоне контроля, подключенные к блоку управления режимом работы видеокамер, связанному также с блоком записи и хранения эталонного сигнала, блоком определения усредненных параметров освещенности и контрастности в зоне контроля и передатчиком сигналов видеокамер, непосредственно на локомотиве дополнительно установлены приемник и компьютер, подключенный блоку выделения препятствия, последние два элемента связаны с мониторами машиниста локомотива, а выход блока выделения препятствия связан также с блоком регистрации аварийной ситуации и с блоком управления исполнительными механизмами - сигнализации об опасности и включения предварительного торможения поезда, в состав аппаратуры дежурного по станции дополнительно введены приемник сигналов видеокамер, выход которого подключен к компьютеру, связанному с блоком выделения препятствия, мониторами, блоком видеозаписи и блоком регистрации аварийной ситуации, выходы последнего к блоку передачи информации об источнике опасности.

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

Заявляемое устройство содержит 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 приведены блок 2 управления работой переездной сигнализации, подключенный к светофорам 3 и 4, а также к блоку 5 управления режимом работы видеокамер 6 и 7, установленных определенным образом относительно переезда, оптические датчики 8 и 9, подключенные к блоку 10 определения усредненных параметров освещенности и контрастности в зоне контроля, выходы последнего блока также подключен к блоку 5 управления режимом работы видеокамер, который соединен с блоком 11 записи и хранения эталонного сигнала и с передатчиком 12, связанного по радиоканалу с приемником 13 транспортного средства 1, выходы приемника 13 подключены к компьютеру 14 и блоку 15 выделения препятствия, который в свою очередь связан с мониторами 16 и блоком 17 регистрации аварийной ситуации, выходы которого в свою очередь подключены к блоку 18 управления исполнительными механизмами - сигнализации об опасности и включения предварительного торможения поезда, передатчик 12 связан также с дополнительной аппаратурой 19 дежурного по станции. В состав дополнительной аппаратуры 19 дежурного по станции, как это указано на фиг.2, введены приемник 20, подключенный к компьютеру 21, который в свою очередь через блок 22 выделения препятствия подключен к мониторам 23, блоку 24 видеозаписи, блоку 25 регистрации аварийной ситуации, блоку 26 управления исполнительными механизмами - сигнализации об опасности и блоку 27 передачи информации об источнике опасности.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При вступлении поезда 1 на участок приближения блок 2 управления работой переездной сигнализации включает на светофорах 3 и 4 запрещающие сигналы, а также через блок 5 управления режимом работы включаются в режим передачи видеокамеры 6 и 7, установленные определенным образом относительно переезда. Размещение видеокамер выполнено таким образом, чтобы в максимальной степени повысить четкость и надежность регистрации объектов в зоне контроля. На блок 5 управления режимом работы поступает также информация от оптических датчиков 8 и 9, после предварительной обработки посредством блока 10 определяются усредненные параметры освещенности и контрастности в зоне контроля. Блок 5 управления режимом работы обеспечивает также считывание информации с блока 11 записи и хранения эталонного сигнала.

В целом на приближающееся рельсовое транспортное средство 1 от передатчика 12 через блок 5 управления режимом работы поступают: эталонный сигнал каждой из видеокамер 8 и 9, фактические видеосигналы в реальном масштабе времени, дополненные усредненными параметрами освещенности и контрастности. Запись эталонных сигналов каждой из видеокамер 8 и 9 посредством блока 11 записи и хранения эталонного сигнала и производится под непосредственным контролем обслуживающего персонала (механика СЦБ или связи), тем самым исключается искажение эталонного сигнала, связанное с наличием в зоне контроля посторонних объектов. Указанные сигналы воспринимаются приемником 13 транспортного средства, с которого они поступают на компьютер 14, где в соответствии с алгоритмами (2) производится анализ переданного изображения, после чего вся принятая и предварительно обработанная информация передается через блок 15 выделения препятствия на мониторы транспортного средства. Если в контролируемой зоне обнаружены препятствия, представляющие потенциальную угрозу безопасности движения, то на изображении, передаваемом мониторами 16, опасные объекты выделяются цветовыми сигналами. Помимо этого с другого выхода блока 15 выделения препятствия поступает команда на блок 17 регистрации аварийной ситуации по сигналу с выходов последнего блоком 18 управления исполнительными механизмами включается звуковая и световая сигнализация в кабине транспортного средства и передается команда предварительного торможения на тормозные элементы.

Машинист локомотива получает: во-первых, предупреждение о наличии постороннего объекта на переезде; во-вторых, видеоинформацию непосредственно с переезда с указанием на потенциальный источник опасности, в-третьих, за счет предварительного автоматического включения тормозов создается запас времени на принятие окончательного решения. Если по истечению времени τ активных действий со стороны машиниста предпринято не будет, то тормоза транспортного средства будут включены на 100% и рельсовое транспортное средство будет полностью остановлено.

В случае принятия машинистом решения либо о торможении, либо об отмене торможения любое действие будет зафиксировано блоком 17 регистрации аварийной ситуации, с которого соответствующая информация передается в устройство контроля бдительности машиниста.

Как показано на фиг.2, сигнал с переезда от передатчика 12 поступает также на приемник 20 дежурного по станции. Далее этот сигнал поступает на компьютер 21, где в соответствии с алгоритмами (2) производится анализ переданного изображения, после чего вся принятая и предварительно обработанная информация передается через блок 22 выделения препятствия на мониторы 23, установленные в помещении дежурного по станции. При обнаружении препятствий, как указано выше они выделяются цветовыми сигналами. По команде с блока 22 выделения препятствия включается блок 24 видеозаписи и одновременно блоком 25 регистрируется аварийная ситуация. По сигналу с выходов последнего блоком 26 управления исполнительными механизмами включается звуковая и световая сигнализация в помещении дежурного по станции. При подтверждении дежурным по станции факта нарушения безопасности со стороны водителя механического транспортного средства видеоинформация о нарушении посредством блока 27 передачи информации об источнике опасности транслируется в местное управление безопасностью дорожного движения.

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. В 61 L 29/00, опубл. в Б.И. №14, 1976 г.

2. Н.Мöller, В.Hulin. Бортовая система обнаружения посторонних объектов в габарите контактной подвески. Elektrische Bahnen, №12, 2001. - С.484-489.

Устройство для предупреждения аварийных ситуаций на железнодорожных переездах, содержащее видеокамеры, размещенные с разных сторон железнодорожного переезда и связанные с блоком управления режимом работы видеокамер, который в свою очередь связан с блоком управления работой переездной сигнализации и с передатчиком сигналов видеокамер, последний по каналу связи подключен к приемнику, установленному в помещении дежурного по станции, выход которого связан с компьютером, подключенным к мониторам и к устройству видеозаписи, отличающееся тем, что на переезде дополнительно установлены оптические датчики, связанные с блоком определения усредненных параметров освещенности и контрастности, и блок записи и хранения эталонного сигнала, выходы указанных блоков связаны с блоком управления режимом работы видеокамер, а передатчик сигналов видеокамер по каналу связи подключен к приемнику, установленному на рельсовом транспортном средстве, выход которого связан с компьютером, к которому подключен блок обнаружения препятствий, связанный в свою очередь с мониторами и блоком регистрации препятствия, выход последнего связан с блоком управления исполнительными механизмами, в помещении дежурного по станции дополнительно установлены блок выделения препятствия, связанный с компьютером и мониторами и блоком регистрации аварийной ситуации, выходы последнего подключены к блоку управления исполнительными механизмами и блоку передачи информации об источнике опасности.