Система передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при организации канала передачи данных для обеспечения управления движением на участках железных дорог с тоннелями. Система содержит антенну в виде уложенного вдоль тоннеля излучающего кабеля, базовую станцию и размещенные на локомотиве радиомодем, контроллер, подключенный к устройству управления, блоку регистрации управляющих сигналов и модулю кодирования. На локомотиве дополнительно установлены второй радиомодем и решающее устройство, одними входами/выходами подключенное к выходам/входам контроллера, а другими - к выходам/входам радиомодемов, один из которых предназначен для формирования первого канала, а другой - для формирования второго канала. В качестве первого канала используют канал цифровой сотовой дуплексной системы радиосвязи стандартов GSM-R/GSM в диапазоне частот (876-925) МГц, а в качестве второго канала - симплексный канал радиосвязи в диапазоне частот (151,7-156) МГц. На одном конце тоннеля установлена базовая станция, выполненная с возможностью ретрансляции сигнала первого канала, и первый усилитель сигнала второго канала, соединенные посредством соответствующего комбайнера с концом излучающего кабеля. На другом конце тоннеля расположены второй усилитель сигнала второго канала и согласованная нагрузка, соединенные через соответствующий комбайнер с другим концом излучающего кабеля. В технологический разрыв излучающего кабеля включены комбайнеры с соответствующими согласованными нагрузками. Достигается повышение надежности передачи данных в системах автоматического управления движением поезда в тоннеле. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при организации канала передачи данных для обеспечения управления движением на участках железных дорог с тоннелями.

Известна система управления движением поездов ETCS (Railway Gazette International, 2005, №1, стр.29-33), применяемая на железных дорогах Германии, Италии и др., в которой при организации канала передачи данных формируют радиоканал с использованием системы радиосвязи стандарта GSM-R. При этом в известной системе применяют системное аппаратное резервирование и при прохождении поезда по тоннелю используют средства для формирования канала радиосвязи системы GSM-R внутри тоннеля.

Недостатком системы является потеря возможности управления движением поезда при нарушении по каким-либо причинам радиоканала системы GSM-R.

Известна система управления соединенными поездами ИСАВП-РТ («Железнодорожный транспорт», 2005, №9, Энергосберегающие технические средства и технологии, с.13-16), в которой используют радиоканал для организации передачи данных между двумя подвижными радиомодемами, устанавливаемыми на локомотивах в составе длинносоставных и тяжеловесных поездов. В этих системах используют радиоканал основной частоты и рабочие частоты, разрешенные для применения на железных дорогах для управления поездами повышенного веса и длины. В известной системе радиоканал между радиомодемами, установленными на локомотивах, организуют с использованием локомотивных антенн.

Как известно, при входе поезда в тоннель не обеспечиваются условия прямого распространения радиосигнала в связи с малыми размерами свободного пространства в тоннеле, вследствие чего увеличивается затухание распространения сигнала, и необходимая дальность связи не обеспечивается. В связи с особенностями алгоритма работы для организации двухстороннего канала радиосвязи между двумя радиомодемами в поезде при прохождении тоннелей необходимо подвешивать два излучающих кабеля. При нарушении радиоканала связь с локомотивом нарушается.

В качестве наиболее близкого аналога принята система формирования канала передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле (CA 2238858 A1, 27.05.1998).

Известная система включает подсистему излучающего коаксиального кабеля, уложенного вдоль длины тоннеля и частично в зоне, выходящей за пределы тоннеля. В известной системе для усиления радиочастотных сигналов, передаваемых в тоннеле, используют двунаправленные входные усилители, включенные в разрыв коаксиального кабеля. Подсистемы мониторинга включают устройства ретрансляции в конце и голове поезда. Управляющая подсистема, контролирующая входные закодированные сигналы, находится на ведущем локомотиве и обеспечивает передачу сигналов для других локомотивов поезда.

В известной системе передача данных осуществляется только по одному каналу передачи данных на одной частоте 60 МГц, за счет чего она имеет недостаточно высокий уровень надежности работы.

Задачей изобретения является создание системы передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле, обеспечивающей возможность бесперебойной работы передачи данных.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности передачи данных в системах автоматического управления движением поезда в тоннеле за счет формирования двух радиоканалов передачи данных в тоннеле: одного - стандарта GSM/GSM-R в диапазоне (876-925) МГц, а другого канала - симплексного канала радиосвязи в диапазоне (151,7-156) МГц.

Это достигается тем, что системе передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле, содержащей антенну в виде уложенного вдоль тоннеля излучающего кабеля, базовую станцию и размещенные на локомотиве радиомодем, контроллер, подключенный к устройству управления, блоку регистрации управляющих сигналов и модулю кодирования, согласно изобретению, на локомотиве дополнительно установлены второй радиомодем и решающее устройство, одними входами/выходами подключенное к выходам/входам контроллера, а другими - к выходам/входам радиомодемов, один из которых предназначен для формирования первого канала, а другой - для формирования второго канала, в качестве первого канала используют канал цифровой сотовой дуплексной системы радиосвязи стандартов GSM-R/GSM в диапазоне частот (876-925) МГц, а в качестве второго канала - симплексный канал радиосвязи в диапазоне частот (151,7-156) МГц, при этом на одном конце тоннеля установлена базовая станция для передачи и приема сигнала первого канала и первый усилитель сигнала второго канала, соединенные посредством соответствующего комбайнера с концом излучающего кабеля, на другом конце тоннеля расположены второй усилитель сигнала второго канала и согласованная нагрузка, соединенные через соответствующий комбайнер с другим концом излучающего кабеля, причем в технологический разрыв излучающего кабеля подключены комбайнеры с соответствующими согласованными нагрузками.

Сущность изобретения поясняется чертежом (см. фиг.1), на котором представлена структурная схема предлагаемой система передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле.

Система передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле содержит установленные на локомотиве 1 два радиомодема 2 и 3, один из которых предназначен для формирования первого канала, а другой - для формирования второго, решающее устройство 4, контроллер 5, подключенный к устройству управления 6, блоку 7 регистрации управляющих сигналов и модулю 8 кодирования. В качестве первого канала используют канал цифровой сотовой дуплексной системы радиосвязи стандартов GSM-R/GSM в диапазоне частот (876-925) МГц, а в качестве второго канала - симплексный канал радиосвязи в диапазоне частот (151,7-156) МГц.

Входы/выходы решающего устройства 4 подключены к выходам/входам контроллера 5, другие входы/выходы которого соединены с выходами/входами радиомодемов 2 и 3.

Система содержит также антенну в виде уложенного вдоль тоннеля 9 излучающего кабеля 10. При этом на одном конце тоннеля 9 установлена базовая станция 11 для передачи и приема сигнала первого канала и первый усилитель 12 сигнала второго канала, соединенные посредством комбайнера 13 с концом излучающего кабеля 10. На другом конце тоннеля 9 расположены второй усилитель 14 сигнала второго канала и согласованная нагрузка 15, соединенные через комбайнер 16 с другим концом излучающего кабеля 10. В технологический разрыв излучающего кабеля 10 включены комбайнеры 17 и 18 с соответствующими согласованными нагрузками 19 и 20.

Система работает следующим образом.

В зависимости от участка движения машинист поезда в начале маршрута через модуль 8 кодирования вводит в контроллер 5 сведения о приоритетном диапазоне рабочих частот соответственно приоритетной системе радиосвязи - симплексной аналоговой или цифровой сотовой дуплексной стандартов GSM-R/GSM.

В случае, когда приоритетной является диапазон рабочих частот первого канала, связь по передаче данных для данного локомотива 1 устанавливается следующим образом. Радиомодем 2 передает по каналу 21 радиосвязи радиосигнал, содержащий полезную информацию, сформированную устройством 6 управления поезда. При нахождении поезда в тоннеле 9 этот радиосигнал поступает на излучающий кабель 10 и по излучающему кабелю 10 передается в базовую станцию 11. При обратном обмене сигнал от базовой станции 11 передается в излучающий кабель 10, распространяется по нему по всей длине тоннеля 9 и, беспрепятственно проходя через комбайнеры 13, 17, 18 и 16, поглощается в согласованной нагрузке 15, установленной на конце тоннеля 9. При нахождении поезда в тоннеле 9 в любом его месте радиомодем 2 принимает радиосигнал с частотами диапазона (876-925) МГц, излучаемый в каждой точке излучающего кабеля 10. С выхода радиомодема 2 поток данных поступает через решающее устройство 4 в контроллер 5 и далее на устройства 6 управления локомотивом.

Контроллер 5 непрерывно производит оценку уровня полезного сигнала и коэффициента ошибок в поступившем от радиомодема 2 потоке полезных данных и передает результат в решающее устройство 4. В случае, если измеренная величина коэффициента ошибок в течение определенного времени или для определенного количества принятых кодограмм превышает заранее заданный порог, решающее устройство 4 передает в контроллер 5 команду работать на частотах второго канала. Факт принятия такого решения решающим устройством 4 фиксируется модулем блока 7 регистрации управляющих сигналов в съемной кассете регистрации для дальнейшего контроля.

В зависимости от алгоритма работы системы управления движением поездов, при взаимодействии с которой осуществляется движение данного локомотива 1, контроллер 5 повторно осуществляет передачу информации, ответ на которую не был получен с должным качеством, на альтернативных частотах диапазона (151,7-156) МГц или начинает очередной цикл обмена кодограммами в «новом» диапазоне частот.

При этом сформированный устройством 6 управления локомотива поток данных направляется контроллером 5 в радиомодем 3 второго канала, откуда радиосигнал по каналу радиосвязи 22 воспринимается излучающим кабелем 10 и направляется на усилитель 14. Излучающий кабель 10 воспринимает сигнал при нахождении локомотива 1 в любой точке тоннеля 9.

При обратном обмене связь на частотах второго канала осуществляется следующим образом. Сигнал от усилителя 12 через комбайнер 13 поступает в излучающий кабель 10. В месте технологического разрыва радиосигнал с частотами (151,7-156) МГц через комбайнеры 17 и 18 поступает в согласованные нагрузки 19 и 20 и не проходит в другую часть излучающего кабеля, благодаря чему обеспечивается корректная работа усилителя 14 на другом конце тоннеля 9. Через излучающий кабель 10 радиосигнал частотами (151,7-156) МГц излучается и воспринимается радиомодемом 3 и далее через решающее устройство 4, контроллер 5 поступает в устройства 6 управления локомотивом. Контроллер 5 непрерывно осуществляет оценку коэффициента ошибок и при измеренной величине коэффициента ошибок в течение определенного времени или для определенного количества принятых кодограмм, превышающей заранее заданный порог, переводит систему управления локомотивом на работу на альтернативных частотах.

В качестве комбайнера 13(17)(18)(16) используют известное устройство с номенклатурным номером 728954, производитель - Kathrein, Германия, выполняющее функции:

- объединения сигналов нескольких передатчиков и приемников в двух различных полосах частот на общий кабель;

- разделения нескольких передаваемых или принимаемых частот на две полосы частот.

Программное обеспечение контроллера 5 позволяет осуществлять:

- прием от радиомодемов 2 и 3 потока данных (кодограмм);

- прием от радиомодемов 2 и 3 данных об уровне полезного радиосигнала на входе радиомодема;

- оценку коэффициента ошибок в потоке данных;

- прием от модуля 8 кодирования данных о приоритетном диапазоне частот;

- передачу данных в устройство 6 управления поезда от того радиомодема, для которого величина уровня сигнала и коэффициента ошибок являются допустимыми;

- передачу в блок 7 регистрации информации о приоритетном на данном участке диапазоне рабочих частот, о снижении уровня сигнала в данном диапазоне частот ниже допустимого, о принятии решения по переключению на работу в другом диапазоне частот;

- передачу в решающее устройство 4 результата определения коэффициента ошибок и уровня радиосигнала на входе радиомодемов.

Программное обеспечение решающего устройства 4 позволяет осуществлять:

- сравнение уровня радиосигнала на входе радиомодемов 2 и 3 с заранее определенным пороговым уровнем;

- сравнение коэффициента ошибок в потоке данных на выходе радиомодемов 2 и 3 с заранее определенным пороговым уровнем;

- принятие решения о несоответствии уровня сигнала и коэффициента ошибок требуемым значениям;

- передачу команды в контроллер 5 о необходимости смены «рабочего» радиомодема 2 или 3.

Система передачи данных для обеспечения управления движением поезда в тоннеле, содержащая антенну в виде уложенного вдоль тоннеля излучающего кабеля, базовую станцию и размещенные на локомотиве радиомодем, контроллер, подключенный к устройству управления, блоку регистрации управляющих сигналов и модулю кодирования, отличающаяся тем, что на локомотиве дополнительно установлены второй радиомодем и решающее устройство, одними входами/выходами подключенное к выходам/входам контроллера, а другими - к выходам/входам радиомодемов, один из которых предназначен для формирования первого канала, а другой - для формирования второго канала, в качестве первого канала используют канал цифровой сотовой дуплексной системы радиосвязи стандартов GSM-R/GSM в диапазоне частот 876-925 МГц, а в качестве второго канала - симплексный канал радиосвязи в диапазоне частот 151,7-156 МГц, при этом на одном конце тоннеля установлена базовая станция, выполненная с возможностью ретрансляции сигнала первого канала, и первый усилитель сигнала второго канала, соединенные посредством соответствующего комбайнера с концом излучающего кабеля, на другом конце тоннеля расположены второй усилитель сигнала второго канала и согласованная нагрузка, соединенные через соответствующий комбайнер с другим концом излучающего кабеля, причем в технологический разрыв излучающего кабеля включены комбайнеры с соответствующими согласованными нагрузками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подвижному составу железных дорог, более конкретно к способу обнаружения неисправности локомотива. .

Изобретение относится к железнодорожной технике, в частности к способу вождения составов, как в виде соединенного поезда, так и отдельных составов. .

Изобретение относится к способу и системе для усовершенствования техники вождения поездов. .

Изобретение относится к железнодорожным составам с распределенной энергией. .

Изобретение относится к железнодорожной технике, может быть использовано при вождении соединенных грузовых поездов и касается путей выхода из аварийных ситуаций. .

Изобретение относится к групповым переключателям для регулирования напряжения на тяговых двигателях электровозов. .

Изобретение относится к транспортному оборудованию и предназначено для использования в системах управления транспортными средствами, в частности, в качестве устройства, задающего по команде машиниста режим работы силового оборудования.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано в системах автоматического управления поездами повышенной массы и длины, содержащими несколько локомотивов, распределенных по длине поезда.

Изобретение относится к транспортным средствам с электроприводом, питающимся через токоприемник от контактной сети. .

Изобретение относится к железнодорожной технике, в частности, к системам для автоматизированного вождения грузовых поездов повышенной массы и длины, в которых для тяги используется несколько локомотивов, распределенных по длине поезда.

Изобретение относится к области автоматически действующих тормозов для замедления движения рельсовых транспортных средств

Изобретение относится к способу для контроля скорости рельсовых транспортных средств, а также к относящемуся к нему устройству

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к системам отопления и вентиляции железнодорожного транспорта

Устройство преобразования мощности для транспортного средства включает в себя кожух, который устанавливается под полом транспортного средства, преобразователь мощности, сконфигурированный из полупроводниковой переключающей схемы, модуль управления, который управляет выходной мощностью преобразователя мощности так, что он снабжает нагрузку требуемой мощностью, электропроводку, которая подключена к преобразователю мощности, детектор напряжения, который детектирует напряжение, приложенное к электропроводке, и выводит детектированное напряжение в модуль управления, и экранирующий модуль, который экранирует детектор напряжения от электромагнитного шума от электропроводки. Модуль управления расположен на первой стороне кожуха вдоль направления движения транспортного средства. Преобразователь мощности расположен на второй стороне кожуха вдоль направления движения транспортного средства, и детектор напряжения расположен между преобразователем мощности и модулем управления. Технический результат заключается в уменьшении габаритов преобразователя и упрощении выполнения осмотра и технического обслуживания транспортного средства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области управления транспортных средств. Сеть управления (1) для рельсового транспортного средства содержит устройства управления рельсового транспортного средства, которые кольцеобразно соединены друг с другом, по меньшей мере, двумя каналами связи. Первое устройство управления (SG1) передает полезные данные (ND) через один канал связи в первом направлении ко второму устройству управления (SG2) и принадлежащие к полезным данным (ND) контрольные данные (PD) с целью контроля полезных данных (ND) через другой канал связи во втором направлении, противоположном к первому направлению. Благодаря этому достигается повышение надежности передачи данных на второе устройство управления (SG2), а также появляется возможность распознавать манипуляцию данными со стороны третьих лиц. Достигается уменьшение ненужного создания электромагнитных полей и повышение защиты системы для передачи электрической энергии на транспортное средство. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к управлению поездом. Система управления поездом содержит, бортовое оборудование поезда, включающее передающую и принимающую секцию, секцию измерения времени, секцию вычисления зоны нахождения на рельсах и секцию управления движением. Секция вычисления зоны нахождения на рельсах устанавливает область внутри окружности, центром которой является центральная координата, полученная из информации о местоположении, и устанавливает радиус этой окружности на основании расстояния, вычисляемого путем умножения времени распространения на скорость передачи информации о местоположении и времени. В другом варианте информацию о зоне нахождения на рельсах передают в оборудование вне поезда и принимают путевым оборудованием. При этом путевое оборудование содержит путевую секцию связи, секцию вычисления зоны нахождения на рельсах и секцию вычисления информации управления поездом. Путевое оборудование передает информацию управления поездом из путевой секции связи в поезд и управляет движением поезда. Достигается повышение безопасности управления поездом. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к манипулятору управления железнодорожным ТС. Манипулятор управления транспортным средством содержит устройство обработки системы автоматического контроля бдительности машиниста, рычаг и ручку. Ручка содержит трубчатое основание, головку яйцевидной формы, верхнюю и боковую стороны, а также сенсорную клавишу, электрически соединенную с устройством обработки системы автоматического контроля бдительности. Сенсорная клавиша находится на головке яйцевидной формы. Ось, проходящая через сенсорную клавишу перпендикулярно к боковой стороне, на уровне которой она расположена, пересекает плоскость приводного действия в точке, близкой или принадлежащей к большой оси головки. В другом варианте ручка является симметричной относительно плоскости симметрии, содержащей направление приводного действия и расстояние от сенсорной клавиши до плоскости симметрии меньше 25 мм. Также опорный элемент, относительно которого перемещается ручка, при этом в контрольном положении расстояние от сенсорной клавиши до опорного элемента меньше или равно 95 мм. Достигается улучшение эргономичности. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройству (10) управления с рычагом (20) управления, в частности, для управления локомотивом или тяговой единицей подвижного состава, и с сенсорным устройством (100) для регистрации положения (V) управления рычага управления. Согласно изобретению предусмотрено, чтобы сенсорное устройство содержало угломер (80), приспособленный к измерению угла (α) перестановки рычага управления с получением угловой величины D(α), преобразованной в цифровую форму, причем чтобы диапазон измерений угломера был больше диапазона (∆α) угла перестановки рычага управления, и чтобы с угломером был соединен анализатор (90), который на основе угловой величины угломера, преобразованной в цифровую форму, определял бы положение управления рычага управления. Технический результат заключается в обеспечении удобства и снижении затрат в обслуживании устройства. 3 н. и 8 з.п. ф-лы , 2 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при организации канала передачи данных для обеспечения управления движением на участках железных дорог с тоннелями

Наверх