Устройство позиционирования железнодорожной подвижной единицы

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к позиционированию подвижных единиц. Устройство позиционирования содержит камеру и блок обработки данных, дополнительно введены N-1 оптических датчиков, М источников света, измеритель пройденного расстояния, промышленный компьютер. Входами устройства являются входы оптических датчиков и измерителя пройденного расстояния, выходы оптических датчиков подключены к входам промышленного компьютера, выходы измерителя пройденного расстояния подключены к входам промышленного компьютера, выходом устройства является выход промышленного компьютера. Сигнал местоположения подвижной единицы формируется на промышленном компьютере на основе распознавания на видеоизображении, полученном при перемещении железнодорожной подвижной единицы по железнодорожным путям, следующих технологических ситуаций: проход стрелочного перевода по плюсовому положению, проход стрелочного перевода по минусовому положению, начало движения, остановка движения, а также тип и номер стрелочного перевода, тип и обозначение светофора. Достигается повышение точности позиционирования подвижной единицы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области позиционирования железнодорожных подвижных единиц, в частности к задачам определения местоположения подвижной единицы на полигоне железной дороги.

Известные устройства определения местоположения железнодорожных подвижных единиц используют следующие элементы: рельсовые цепи, датчики счета осей [Патент «ПУТЕВОЙ ДАТЧИК» №2317222, РФ, Тильк И.Г., Сергеев Б.С., Ляной В.В., Кривда М.А., Патент «Путевой датчик» №2370394, РФ, Клековкин А.А., Редькин А.С., Никитин А.Н.], индуктивно-проводные датчики, фотоэлектронные устройства, радиотехнические датчики. Недостатками этих устройств являются: высокая стоимость устройств, трудоемкость при установке, настройке и обслуживании, невозможность оснащения всех путей сети дорог, особенно находящихся в собственности ветвевладельцев.

Кроме этого известны устройства связанные с использованием спутниковых технологий [Патент «Устройство для управления движением поездов с помощью искусственных спутников Земли» №2454348, РФ, Дикарев В.И., Журкович В.В., Сергеева В.Г., Журкович А.В., Михайлов В.А., Патент «Система управления движением локомотивов при маневровой работе» №2422315, РФ, Е.Н. Розенберг, A.M. Замышляев, Б.М. Гордон, И.Н. Розенберг, А.Г. Савицкий, В.М. Каинов, Г.Д. Казиев, С.Б. Кузин, С.И. Долганюк, В.И. Уманский]. Недостатком этих устройств является подверженность влиянию различных помех и возникновение ошибки определения координат, связанное с неидеальным прохождением сигнала (из-за интерференции, вызванной рельефом местности, из-за задержек распространения сигнала, связанных с прохождением атмосферы, и др.).

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является устройство [Патент «Устройство и способ для создания сигнала местоположения» №2509021, РФ, Пухерт Андре (Германия), Сименс Акциенгезелльшафт (Германия)], содержащее устройство обработки данных, камеру. Основной задачей данного способа является высокоточное позиционирование рельсового транспортного средства по результатам сравнения геометрических параметров опорных объектов на видеоизображении и определения расстояния до них. Например, в точках посадки и высадки пассажиров, таких как защитные двери перрона, поскольку посадка и высадка пассажиров затрудняется или невозможна, когда двери рельсового транспортного средства не находятся противоположно защитным дверям перрона. При этом позиционирование транспортного средства определяется по ординате x(t), а расстояние до опорного объекта - xm(t). Указанный способ решает задачи определения расстояния по пути следования и факта остановки подвижной единицы. Однако определение направления движения при проходе стрелочного перевода не осуществляется, тем самым не рассматривается возможность позиционирования подвижной единицы на полигоне, имеющем путевое развитие.

Недостатками данного способа являются:

- необходимость установки на перегоне опорных объектов;

- зависимость точности позиционирования от количества опорных объектов;

- необходимость заранее вносить в память опорный объект;

- существенные погрешности определения местоположения при движении по криволинейным участкам пути;

- не осуществляется определение направления движения при проходе стрелочного перевода.

Общим недостатком указанных способов определения местоположения является отсутствие универсального технического решения для железнодорожной подвижной единицы, формирующего достоверную информацию о местоположении подвижной единицы на всем рассматриваемом железнодорожном полигоне, вне зависимости от таких условий, как: род тяги, оснащенность участка устройствами регулирования движения поездов, сетью опорных объектов, наличие каналов связи, ландшафта местности и др.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи определения местоположения железнодорожной подвижной единицы. Техническим результатом заявляемого изобретения является позиционирование на полигоне железной дороги с точностью работы устройства измерения пройденного расстояния, определение направления движения при проходе стрелочных переводов по видеоизображению и отображение местоположения на схематическом плане полигона.

Устройство размещается на подвижной единице (локомотиве, диагностическом комплексе, вагоне и др.), так чтобы в область обзора видеокамер попадал железнодорожный путь и прилегающая территория.

Заявленное устройство на основе данных оптических датчиков (видеокамер) и измерителя пройденного расстояния позволяет производить формирование сигнала местоположения железнодорожной подвижной единицы.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве создания сигнала местоположения, содержащем камеру и устройство обработки данных, отличающемся тем, что в него введены N-1 оптических датчиков, М источников света, измеритель пройденного расстояния, промышленный компьютер, входами устройства являются входы оптических датчиков и измерителя пройденного расстояния, выходы оптических датчиков подключены к входам промышленного компьютера, выходы измерителя пройденного расстояния подключены к входам промышленного компьютера, выходом устройства является выход промышленного компьютера, на котором формируется сигнал местоположения подвижной единицы на основе распознавания на видеоизображении, полученном при перемещении железнодорожной подвижной единицы по железнодорожным путям, следующих технологических ситуаций: проход стрелочного перевода по плюсовому положению, проход стрелочного перевода по минусовому положению, начало движения, остановка движения, а также тип и номер стрелочного перевода, тип и обозначение светофора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства позиционирования подвижной единицы.

Устройство состоит из оптических датчиков 1i, i=1,N, источников света 2i, i=1,M, измерителя пройденного расстояния 3, промышленного компьютера 4.

Входами устройства являются входы оптических датчиков 1i, i=1,N и измерителя пройденного расстояния 3.

Выходы оптических датчиков 1i, i=1,N подключены к входам промышленного компьютера 4. Выходы измерителя пройденного расстояния 3 подключены к входам промышленного компьютера 4.

Выходом устройства является выход промышленного компьютера 4 с сигналом местоположения подвижной единицы.

В качестве оптических датчиков 1i, i=1,N могут использоваться видеокамеры. В качестве источников света 2i i=1,M могут использоваться лампы накаливания, светодиоды видимого или инфракрасного излучения, лазерные источники света. В качестве измерителя пройденного расстояния 3 могут использоваться одометр, датчик Доплера и др.

Устройство работает следующим образом.

Источники света 2i, i=1,M, обеспечивают необходимый для работы оптических датчиков 1i, i=1,N уровень освещенности. Видеоданные с оптических датчиков 1i, i=1,N поступают на входы промышленного компьютера 4. Сигнал с измерителя пройденного расстояния 3 поступает на вход промышленного компьютера 4.

На основе видеоданных с оптических датчиков 1i, i=1,N, сигналов с измерителя пройденного расстояния 3 и данных, имеющихся в базе данных полигона, хранящихся в промышленном компьютере 4, происходит автоматическое распознавание следующих технологических ситуаций: проход стрелочного перевода по плюсовому положению (без изменения направления движения), проход стрелочного перевода по минусовому положению (с отклонением от первоначального направления), начало движения, остановка движения, кроме этого распознается тип и номер стрелочного перевода (номер стрелочного перевода указан на поверхности привода стрелочного перевода или табличке), тип и обозначение светофора (тип определяется по количеству сигнальных головок, обозначение определяется по табличке).

При движении подвижной единицы сигнал о местоположении подвижной единицы формируется по сигналу с измерителя пройденного расстояния 3.

При распознавании в видеосигнале объектов, находящихся в базе данных полигона, в момент проследования объекта формируется сигнал местоположения подвижной единицы, соответствующий базе данных полигона. В результате обнуляется накапливаемая ошибка регистрации пройденного расстояния. Объектами распознавания могут быть элементы путевого развития и инфраструктуры железнодорожного полигона: стрелочный перевод, светофор, аппаратура автоматики, путевые знаки (километровый знак, пикет, знаки начала и конца кривой) и др.

При движении до следующего объекта, находящегося в базе данных полигона, сигнал о местоположении подвижной единицы формируется по сигналу с измерителя пройденного расстояния.

Для формирования сигнала местоположения может использоваться математический аппарат мягких вычислений, позволяющий осуществлять распознавание и обработку объектов на видеоизображениях [Duda, R.O., Hart, Р.Е. Use of the Hough Transform to detect lines and curves in pictures // Comm. ACM 15, 1972. pp. 11-15, Alahi A., Ortiz R., Vandergheynst P. FREAK: Fast Retina Keypoint // IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, 2012, 510-517, Артемьев И.С., Долгий А.И., Суханов A.B., Хатламаджиян А.Е. Нейроиммунная модель классификации в задачах идентификации на транспорте // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сборник научных трудов VII-й Международной научно-технической конференции (Коломна, 20-22 мая 2013 г.). В 3-х томах. Т.3. - М.: Физматлит, 2013. С. 980-987].

Использование элементов путевого развития и инфраструктуры в качестве опорных объектов позволяет получить сигнал местоположения подвижной единицы в двух координатах.

Простота и точность устройства позиционирования железнодорожной подвижной единицы делает его весьма перспективной при разработке информационно-управляющих систем на железнодорожном транспорте.

Устройство позиционирования железнодорожной подвижной единицы, содержащее камеру и блок обработки данных, отличающееся тем, что в него введены N-1 оптических датчиков, М источников света, измеритель пройденного расстояния, промышленный компьютер, входами устройства являются входы оптических датчиков и измерителя пройденного расстояния, выходы оптических датчиков подключены к входам промышленного компьютера, выходы измерителя пройденного расстояния подключены к входам промышленного компьютера, выходом устройства является выход промышленного компьютера, на котором формируется сигнал местоположения подвижной единицы на основе распознавания на видеоизображении, полученном при перемещении железнодорожной подвижной единицы по железнодорожным путям, следующих технологических ситуаций: проход стрелочного перевода по плюсовому положению, проход стрелочного перевода по минусовому положению, начало движения, остановка движения, а также тип и номер стрелочного перевода, тип и обозначение светофора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к информационным технологиям и может быть использовано руководителем для принятия решений на железнодорожном транспорте. Комплекс содержит автоматизированное рабочее место руководителя, на котором установлен процессор с подключенным к нему модулем запуска программ, модулем отображения информации и модулем сбора и хранения данных.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для проверки функционирования локомотивных систем безопасности. Устройство содержит локомотивное устройство безопасности, включающее контролируемую ячейку имитатора электронной карты и спутниковой навигационной системы, персональный компьютер, блок связи, осциллограф, частотомер и мультиметр.

Изобретение относится к системам ведения и анализа графика движения. Техническим результатом является повышение точности расчета системы тягового электроснабжения и формирование энергооптимального графика движения поездов.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Система интервального регулирования движения поездов содержит центры радиоуправления движением поездов, в которых приемопередатчики соединены с блоками электрической централизации и автоблокировки соседних станций.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Система управления движением поездов содержит АРМ диспетчера, блок контроля, радиомодем, грозоразрядник, при этом ПК АРМа диспетчера соединен с системами электрической и диспетчерской централизации и навигационным приемником.

Изобретение относится к радионавигационным устройствам для обеспечения безопасности движения локомотивов. Навигационное коммуникационное мобильное устройство маневрового локомотива включает контроллер с подключенным к нему блоком индикации, приемник навигационных сигналов и радиостанцию.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Устройство контроля за управлением поезда и бдительностью машиниста содержит блок контроля безопасности, электропневматический клапан, модули центральной обработки информации и межмодульный интерфейс.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Устройство контроля за управлением поезда и бдительностью машиниста содержит взаимосвязанные между собой блок контроля безопасности, усилитель, электропневматический клапан, модули центральной обработки информации, межмодульный интерфейс, модули измерения параметров движения и модуль непрерывных каналов внешних устройств, блок приемных катушек систем автоматической локомотивной непрерывной сигнализации и автоматической локомотивной единой непрерывной сигнализации.

Изобретение относится к локомотивным системам управления. Способ организации визуальной справочно-информационной поддержки машиниста поезда включает динамическую визуализацию информации поддержки машиниста на интерфейсе системы управления подвижным составом, в том числе визуализацию общей поездной справочной информации.
Изобретение относится к области средств беспроводной связи на железнодорожном транспорте. Автоматический идентификатор номера вагона содержит блок регистратора, в состав которого входят процессор архитектуры ARM, GSM-модем, GPS-приемник и FLASH-память, подключенные к блоку питания.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Система содержит установленные на рельсовых цепях стрелок реверсивные датчики счета осей, выходами подключенные через блок обработки сигналов к первому входу блока расчета скорости подвижного объекта, выход которого соединен с входом блока определения колесной формулы подвижного объекта, вторым входом подключенного ко второму выходу блока обработки сигналов, а выходом - к первому входу центрального процессора. Причем второй вход процессора соединен через последовательно соединенные блок формирования динамической модели станции и блок обработки данных к выходу аппаратно-программного устройства системы электрической централизации, блок памяти, подключенный к центральному процессору, второй вход/выход которого соединен через сервер связи с аппаратно-программным устройством автоматизированной системы управления станцией. Центральный процессор соединен с блоками регистрации дислокации подвижного объекта и регистрации состояния устройств электрической централизации, которые подключены к аппаратно/программным устройствам автоматизированных рабочих мест соответственно дежурного по станции и дежурного электромеханика. Достигается повышение эффективности контроля накопления вагонов в парках железнодорожной станции. 1 ил.

Изобретение относится к области средств регистрации и опознавания подвижного состава. Система включает кодовые бортовые RFID датчики на подвижных объектах, считыватель кода датчика, датчики фиксации колесных осей, средства передачи информации, концентратор информации, элементы видеонаблюдения состава в виде прожектора подсветки состава и видеокамеры с блоком распознавания видимых сюжетов, считыватель, снабженный таймером. При работе системы массив кадров изображения вагонов состава привязывается к своему вагону по результату формирования в концентраторе по информации считывателя структуры состава с временными отметками начала и конца каждого вагона состава, которые передаются в блок распознавания видимых сюжетов, где производится разбивка массива изображения на пакеты изображений, привязанных к вагону, и после фильтрации и определения номера вагона эти данные передаются в концентратор для формирования структуры полностью распознанного состава и последующей передачи данных, характеризующих указанную структуру для хранения и последующего использования. Достигается повышение точности распознавания и идентификации подвижного состава. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики. Система содержит стационарное устройство связи, выполненное двухканальным, содержащее центральный процессор, блок шифрации, блок связи, криптографический шлюз, блок электронной подписи и сетевого адаптера, блок принятия решения, блок анализа. Бортовое устройство связи, канал которого состоит из микроконтроллера, блока памяти и гальванической развязки, разъема, соединенного через CAN шину с локомотивной системой безопасности. Бортовое устройство связи выполнено двухканальным, в каждом канале введены блок дешифрации, трансивер, разъем, блок гальванической развязки, микроконтроллер, блок памяти, выполненный в виде двух независимых модулей. Микроконтроллеры каналов соединены между собой через блок межканальной гальванической развязки, с CAN шиной соединена система автоведения, один из микроконтроллеров бортового устройства связи и центральный процессор второго канала стационарного устройства связи соединены между собой каналом связи через модули радиоканала. Причем введено серверное устройство, включающее центральный процессор, блок ввода/вывода, блок памяти, блок электронной подписи, блок сетевого адаптера, соединенного с блоком внешних данных и сетевым адаптером стационарного устройства связи. Достигается повышение отказоустойчивости. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Устройство содержит стационарное устройство, канал которого состоит из центрального процессора, блоков: ввода/вывода, памяти, ввода информации, принятия решения, анализа, отображения, и бортовое устройство, канал которого состоит из микроконтроллера, блоков: памяти, гальванической развязки, разъема, CAN шины и локомотивного устройства безопасности. Причем стационарное устройство выполнено двухканальным, дополнительно в каждый канал введены блок шифрации, блок связи, криптографический шлюз, а также блок ввода информации. Бортовое устройство выполнено двухканальным, дополнительно в каждый канал введены блок дешифрации, трансивер, система автоведения, блок памяти, выполненный в виде двух независимых модулей, блок межканальной гальванической развязки, один из микроконтроллеров бортового устройства и один из центральных процессоров стационарного устройства соединены каналом связи через соответствующие модули радиоканала. Достигается повышение отказоустойчивости устройства. 1 ил.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и связи и может быть использовано для контроля локомотивных устройств безопасности. Система содержит установленные в диспетчерском центре блок контроля локомотивных радиостанций, блок памяти, блок обработки и анализа данных, аппаратно-программное устройство автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, блок оповещения и блок идентификации. Каждая железнодорожная станция оборудована пультом дежурного по станции и базовой радиостанцией, которые связаны с диспетчерским центром посредством сети передачи данных. На каждом локомотиве поезда установлено локомотивное устройство безопасности, блок согласования, локомотивная радиостанция и пульт машиниста, при этом локомотивные радиостанции, радиосервер и базовые радиостанции выполнены с возможностью организации радиосвязи на основе стандарта DMR. Достигается повышение оперативности контроля бортовых устройств безопасности. 1 ил.
Наверх