RU2659913C1 - Train location control system - Google Patents
Train location control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659913C1 RU2659913C1 RU2017129877A RU2017129877A RU2659913C1 RU 2659913 C1 RU2659913 C1 RU 2659913C1 RU 2017129877 A RU2017129877 A RU 2017129877A RU 2017129877 A RU2017129877 A RU 2017129877A RU 2659913 C1 RU2659913 C1 RU 2659913C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- train
- module
- input
- data
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000013075 data extraction Methods 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims 4
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
- B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
- B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах управления движением поезда для определения и контроля позиции поезда на пути.The invention relates to the field of railway automation and telemechanics and can be used in train control systems for determining and monitoring the position of a train on a track.
Известно используемое в системе управления движением поезда техническое решение, в котором местоположение поезда определяется без применения на пути оборудования рельсовых цепей. В известном техническом решении бортовой GPS приемник спутниковой навигационной системы через блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии связан с бортовым контроллером, вход и выход которого соединен с локомотивной радиостанцией, которая передает данные о местоположении поезда по радиоканалу на стационарный радиоприемопередатчик (центральный коммутатор системы радиосвязи), установленный в центре управления и связанный с информационно-управляющим сервером, который соединен с другими информационно-управляющими системами, например, с устройствами системы электрической централизации (RU 2419569, B61L 25/02, 27.05.11).A technical solution is known to be used in a train control system in which the location of a train is determined without the use of rail chains in the equipment path. In the known technical solution, the on-board GPS receiver of the satellite navigation system is connected to the on-board controller via the geographic coordinates binding unit to the railway line, the input and output of which is connected to a locomotive radio station, which transmits data about the location of the train via a radio channel to a stationary radio transmitter (central commutator of the radio communication system) installed in the control center and connected to the information management server, which is connected to other information management systems, for example, with devices of an electric centralization system (RU 2419569, B61L 25/02, 05.27.11).
Недостатком известного технического решения является зависимость определения местоположение поезда от безотказного функционирования поездных средств, которая приводит к снижению безопасности движения на участке железнодорожного пути.A disadvantage of the known technical solution is the dependence of determining the location of a train on the failure-free functioning of train facilities, which leads to a decrease in traffic safety on a section of a railway track.
В качестве прототипа принята система контроля местоположения поезда, содержащая бортовой приемник спутниковой навигационной системы, выход которого через блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии связан с бортовым контроллером, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом локомотивной радиостанции, и установленный в центре управления информационно-управляющий сервер, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом и входом устройства электрической централизации, второй вход и второй выход информационно-управляющего сервера соединены соответственно с выходом и входом стационарного радиоприемопередатчика, в центре управления установлены сенсорное устройство слежения за передвижением поезда по перегону и блок формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, вдоль железнодорожного пути на заданном расстоянии от него проложен волоконно-оптический кабель с герметичной заглушкой и соединен с входом/выходом сенсорного устройства слежения за передвижением поезда по перегону, дополнительный выход которого соединен с первым входом блока формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим входом и третьим выходом информационно-управляющего сервера. (RU 2560227, B61L 25/02, 20.08.15).As a prototype, a train location control system has been adopted, comprising an on-board receiver of the satellite navigation system, the output of which is connected to the on-board controller through the geographic coordinates binding unit to the railway line, the input and output of which are connected to the output and input of the locomotive radio station, respectively, and installed in the control center information management server, the first input and the first output of which are connected respectively to the output and input of the electrical centralization device The second input and the second output of the information and control server are connected respectively to the output and input of the stationary radio transmitter, the control center has a sensor device for tracking the movement of the train on the stage and a unit for generating data on the location of the head and tail cars of the train along the railway track at a given distance a fiber-optic cable with a sealed plug is laid from it and connected to the input / output of the sensor tracking device for tracking the movement of the train the stretch, an additional output is connected to the first input unit for generating location data head and tail car of a train, the output and second input of which are respectively connected to the third input and third output-information management server. (RU 2560227, B61L 25/02, 08.20.15).
К недостатку известной системы контроля местоположения поезда следует отнести невысокую точность определения занятости путевых участков, которая обусловлена тем, что отраженный оптический сигнал (рефлектограмма) распределения акустического воздействия по всей длине оптоволокна, поступающий с выхода сенсорного устройства непосредственно на первый вход блока формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда представляет собой смесь сигналов, относящихся не только к виброакустическому воздействию на оптоволокно от контролируемого поезда, но и к посторонним источникам виброакустического воздействия на это же оптоволокно. Кроме того, уровень этого сигнала подвержен влиянию нестабильностей коэффициентов передачи в трактах преобразования виброакустического воздействия в оптические сигналы из-за влияния на характеристики оптоволокна переменных климатических факторов и отклонений от проектных значений реальных расстояний участков оптоволоконного кабеля от соответствующих контролируемых ими участков рельсового пути. В результате чего, в известной системе границы и параметры движения поезда определяются с большой погрешностью и поезда приходиться разграничивать увеличенными интервалами попутного следования, что снижает предельную пропускную способность системы. Также на поездах необходим контроль целостности состава из-за невозможности фиксации случаев отцепа вагонов на перегоне.The disadvantage of the known control system for the location of the train should be attributed to the low accuracy of determining the busyness of track sections, which is due to the fact that the reflected optical signal (reflectogram) of the distribution of acoustic effects along the entire length of the optical fiber coming from the output of the sensor device directly to the first input of the unit for generating the head position data and tail carriages of a train is a mixture of signals related not only to vibroacoustic impact on wholesale locally from a controlled train, but also to extraneous sources of vibro-acoustic impact on the same optical fiber. In addition, the level of this signal is influenced by instabilities of transmission coefficients in the conversion paths of vibroacoustic effects into optical signals due to the influence of variable climatic factors on the fiber characteristics and deviations from the design values of the real distances of the sections of the optical fiber cable from the corresponding sections of the rail track they control. As a result, in the known system, the boundaries and parameters of the train’s movement are determined with a large error, and the trains have to be delimited by increased intervals along the route, which reduces the system's maximum throughput. Also, on trains, it is necessary to control the integrity of the train due to the impossibility of fixing cases of uncoupling of cars on the stage.
Не достаточный объем данных о параметрах движения поездов и данных об их достоверности, который поступает в аппаратуру электрической централизации от известной системы, снижает возможность по комплексному использованию этих данных вместе с сопоставимыми данными от других подсистем управления движением поездов для целей многоуровневого резервирования функций управления движением и, соответственно, для общего повышения надежности и безопасности управления движением поездов.The insufficient amount of data on the parameters of train movement and data on their reliability, which is supplied to the electric centralization equipment from a known system, reduces the possibility of the integrated use of this data together with comparable data from other subsystems of train control for the purpose of multi-level reservation of traffic control functions and, accordingly, for a general increase in the reliability and safety of train control.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда.The technical result of the invention is to improve the accuracy of the location data of the head and tail cars of the train.
Технический результат изобретения достигается тем, что в систему контроля местоположения поезда, содержащую бортовой приемник спутниковой навигационной системы, выход которого через блок привязки географических координат к трассе железнодорожной линии соединен с бортовым контроллером, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом локомотивной радиостанции, центр управления движением поездов, в котором установлены информационно-управляющий сервер, устройство электрической централизации, стационарный радиоприемопередатчик, сенсорное устройство слежения за движением поездов по перегону и блок формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, при этом первый вход и первый выход информационно-управляющего сервера соединены соответственно с выходом и входом устройства электрической централизации, второй вход и второй выход информационно-управляющего сервера соединены соответственно с выходом и входом стационарного радиоприемопередатчика, а третий вход и третий выход информационно-управляющего сервера соединены соответственно с первым выходом и первым входом блока формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, вход/выход сенсорного устройства слежения за передвижением поезда по перегону подключен к волоконно-оптическому кабелю с герметичной заглушкой, проложенному вдоль пути на заданном расстоянии, согласно изобретению введен блок интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, вход которого подключен к дополнительному выходу сенсорного устройства слежения за движением поездов по перегону, а его выход соединен со вторым входом блока формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the train’s location control system containing the on-board receiver of the satellite navigation system, the output of which is connected to the on-board controller through the block of geographic coordinates to the railway line, the input and output of which are connected respectively to the output and input of the locomotive radio station, center train control system, in which an information management server, an electric centralization device, stationary radio reception are installed a transmitter, a sensing device for tracking the movement of trains on the stage and a unit for generating data on the location of the head and tail cars of the train, the first input and the first output of the information management server connected respectively to the output and input of the electric centralization device, the second input and second output of the information the management server are connected respectively to the output and input of the stationary radio transceiver, and the third input and the third output of the information management server are connected to accordingly, with the first exit and the first input of the train head and tail car location data generation unit, the input / output of the sensing device for tracking the movement of the train on the stage is connected to a fiber optic cable with a sealed plug laid along the path at a given distance, according to the invention, a block intelligent digital processing of reflectograms, the input of which is connected to the additional output of the sensor device for tracking the movement of trains on the stage, and its output is connected Nen to the second input unit for generating data on the location of the head and tail of the train cars.
Блок интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм состоит из последовательно соединенных модуля накопления данных рефлектограмм, вход которого является входом блока интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, модуля преобразования Фурье, модуля фильтрации шумов и модуля накопителя данных сигналов сенсорного устройства, первый выход которого соединен с входом модуля запоминания координат, второй выход соединен с первым входом модуля запоминания данных сигналов от поезда, принимаемого за эталон, а третий выход соединен с входами модуля выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек, модуля выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек, и модуля кластеризации данных, к которому подключен модуль выбора порога, ко вторым входам модуля выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек, и модуля выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек подключен выход модуля запоминания координат, выход модуля выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек, через модуль определения мощности сигнала, у которого второй вход подключен к первому выходу модуля выбора порога, соединен с первым входом модуля определения состояния свободности/занятости участков пути, выход модуля выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек, соединен с первым входом модуля формирования массива меток времени, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым выходом модуля выбора порога и со вторым выходом модуля запоминания координат, выход модуля формирования массива меток времени через модуль вычисления длины состава поезда и параметров его движения соединен со вторым входом модуля определения состояния свободности/занятости участков пути, выход которого является выходом блока интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, выход модуля запоминания данных сигналов от поезда, принимаемого за эталон, через модуль коррекции длины состава соединен со вторым входом модуля вычисления длины состава поезда и параметров его движения.The block of intelligent digital processing of reflectograms consists of series-connected module for accumulating trace data, the input of which is the input of the block of intelligent digital processing of reflectograms, the Fourier transform module, the noise filtering module, and the signal storage module of the sensor device, the first output of which is connected to the input of the coordinate memory module, the second the output is connected to the first input of the module for storing data signals from the train, taken as a standard, and the third output is connected with the inputs of the spectrogram data extraction module corresponding to large neighborhoods of the established control points, the spectrogram data extraction module corresponding to small neighborhoods of the established control points, and the data clustering module to which the threshold selection module is connected, to the second inputs of the spectrogram data extraction module corresponding to large neighborhoods of the established control points, and the spectrogram data extraction module corresponding to small neighborhoods of the established control points the output of the module for storing coordinates, the output of the module for extracting spectrogram data corresponding to small neighborhoods of the set control points, is connected through the module for determining the signal power, in which the second input is connected to the first output of the threshold selection module, connected to the first input of the module for determining the state of free / busy sections of the track , the output of the spectrogram data extraction module corresponding to large neighborhoods of the set control points is connected to the first input of the mass formation module and time stamps, the second and third inputs of which are connected respectively with the second output of the threshold selection module and with the second output of the coordinate memory module, the output of the module for generating an array of time stamps through the module for calculating the length of the train and its motion parameters is connected to the second input of the module for determining the free state / busy sections of the track, the output of which is the output of the block of intelligent digital processing of reflectograms, the output of the module for storing data signals from the train, taken as a standard Through the correction unit length structure is connected to the second input computing module train length and composition parameters of its movement.
На чертеже (фиг.1) приведена схема предлагаемой системы контроля местоположения поезда. На фиг.2 приведена схема блока интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, который в частном случае может быть выполнен на основе программных модулей.The drawing (figure 1) shows a diagram of the proposed system for controlling the location of the train. Figure 2 shows a block diagram of an intelligent digital processing of reflectograms, which in a particular case can be performed on the basis of software modules.
Система контроля местоположения поезда 1 содержит бортовой приемник 2 спутниковой навигационной системы, выход которого через блок 3 привязки географических координат к трассе железнодорожной линии соединен с бортовым контроллером 4, вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом локомотивной радиостанции 5, центр 6 управления движением поездов, в котором установлены информационно-управляющий сервер 7, устройство 8 электрической централизации, стационарный радиоприемопередатчик 9, сенсорное устройство 10 слежения за движением поездов по перегону и блок 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, при этом первый вход и первый выход информационно-управляющего сервера 7 соединены соответственно с выходом и входом устройства 8 электрической централизации, второй вход и второй выход информационно-управляющего сервера 7 соединены соответственно с выходом и входом стационарного радиоприемопередатчика 9, а третий вход и третий выход информационно-управляющего сервера соединены соответственно с первым выходом и первым входом блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, вход/выход сенсорного устройства 10 слежения за передвижением поезда по перегону подключен к волоконно-оптическому кабелю 12 с герметичной заглушкой 13, проложенному вдоль пути 14 на заданном расстоянии, блок 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм своим входом подключен к дополнительному выходу сенсорного устройства 10 слежения за движением поездов по перегону, а его выход соединен со вторым входом блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда.The control system for the location of the
Блок 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм состоит из последовательно соединенных модуля 16 накопления данных рефлектограмм, вход которого является входом блока 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, модуля 17 преобразования Фурье, модуля 18 фильтрации шумов и модуля 19 накопителя данных сигналов сенсорного устройства, первый выход которого соединен с входом модуля 20 запоминания координат, второй выход соединен с первым входом модуля 21 запоминания данных сигналов от поезда, принимаемого за эталон, а третий выход соединен с входами модуля 22 выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек, модуля 23 выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек, и модуля 24 кластеризации данных, к которому подключен модуль 25 выбора порога, ко вторым входам модуля 22 выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек, и модуля 23 выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек подключен выход модуля 20 запоминания координат, выход модуля 23 выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек, через модуль 26 определения мощности сигнала, у которого второй вход подключен к первому выходу модуля 25 выбора порога, соединен с первым входом модуля 27 определения состояния свободности/занятости участков пути, выход модуля 22 выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек, соединен с первым входом модуля 28 формирования массива меток времени, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым выходом модуля 25 выбора порога и со вторым выходом модуля 20 запоминания координат, выход модуля 28 формирования массива меток времени через модуль 29 вычисления длины состава поезда и параметров его движения соединен со вторым входом модуля 27 определения состояния свободности/занятости участков пути, выход которого является выходом блока 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, выход модуля 21 запоминания данных сигналов от поезда, принимаемого за эталон, через модуль 30 коррекции длины состава соединен со вторым входом модуля 29 вычисления длины состава поезда и параметров его движения.Block 15 of the intelligent digital processing of the OTDR trace consists of serially connected module 16 of the accumulation of trace data, the input of which is the input of the block 15 of the intelligent digital processing of traces, the Fourier
Система контроля местоположения поезда работает следующим образом.The system for controlling the location of the train operates as follows.
Местоположение поезда 1 на пути 14 перегона обнаруживается локационным методом, осуществляемым установленным в центре 6 управления сенсорным устройством 10 слежения за движением поезда по перегону (рефлектометром). Вход/выход сенсорного устройства 10 слежения за движением поезда по перегону подключен к волоконно-оптическому кабелю 12 (распределенному чувствительному элементу, который является стандартным телекоммуникационным одномодовым волокном) посредством оптического блока (на чертеже не показан), входящего в состав рефлектометра. The location of the
Когерентный источник излучения, входящий в состав сенсорного устройства 10 слежения за передвижением поезда, вводит в волоконно-оптический кабель 12 с герметичной заглушкой 13 периодически с заданной частотой короткие оптические импульсы (длина импульса зависит от длины кабеля). Отраженная световая волна, поступающая на вход сенсорного устройства 10 регистрируется фотодетектором рефлектометра. Сигнал в виде рефлектограммы распределения акустического воздействия по всей длине волокна передается с выхода сенсорного устройства 10 по интерфейсу программного обеспечения Ethernet в блок 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм, с выхода которого данные о поездном положении на линии поступают на первый вход блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда.A coherent radiation source, which is part of the train tracking sensor 10, introduces short optical pulses periodically with a given frequency into the fiber
При акустической вибрации волоконно-оптического кабеля 12, вызываемой движением поездов, происходит изменение отражения сигнала. Блок 11 формирует данные о местоположении головного и хвостового вагонов в поезде после интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм блоком 15 в режиме реального времени. Блок 11 выдает решение о занятости или свободности участков пути, ограниченных контрольными точками. Он определяет занятие участка пути, когда его внутренний пороговый элемент (на чертеже не показано) определяет наличие движущегося поезда на границе участка пути и определяет освобождение участка пути, накапливая данные о поездах, занимающих участки пути, и сравнивая с указанными данными параметры поездов покидающих участки пути.With acoustic vibration of the fiber
При этом блок 11 фиксирует положения и скорости движения, как головного, так и хвостового вагонов поезда, и сравнением координат их положения с известной длиной состава поезда контролирует целостность подвижного состава, а также по изменению их координат контролирует направление движения поезда.In this case, block 11 fixes the positions and speeds of both the head and tail cars of the train, and by comparing the coordinates of their position with the known length of the train composition, monitors the integrity of the rolling stock, and also controls the direction of the train by changing their coordinates.
Функционирование блока 11 по контролю передвижения поезда начинается с момента поступления на его первый вход сигнала старта с третьего выхода информационно-управляющего сервера 7. Сигнал старта формируется информационно-управляющим сервером 7 при открытии выходного светофора для выхода поезда на перегон.The operation of the block 11 for controlling the movement of the train begins from the moment the start signal arrives at its first input from the third output of the information-control server 7. The start signal is generated by the information-control server 7 when the exit traffic light is opened to exit the train.
С выхода блока 11 данные о местоположении головного вагона и хвостового вагона поезда, целостности подвижного состава, скорости и направлении его движения, а также данные о достоверности ранее перечисленных полученные вероятностными методами расчета передаются на третий вход информационно-управляющего сервера 7.From the output of block 11, data on the location of the head carriage and the tail carriage of the train, the integrity of the rolling stock, the speed and direction of its movement, as well as data on the reliability of the previously listed probabilistic calculation methods are transmitted to the third input of the information-control server 7.
Программным обеспечением информационно-управляющего сервера 7 информация о передвижении поезда привязывается к плану перегона для отображения на мониторе оператора центра 6 управления движением поезда по перегону. С использованием информации о местоположении поезда информационно-управляющий сервер 7 формирует сообщение о поездной ситуации на перегоне.Software information management server 7 information about the movement of the train is tied to the plan of the stage to display on the monitor of the operator center 6 control the movement of the train on the stage. Using information about the location of the train, the information-control server 7 generates a message about the train situation on the train.
Информация от бортового приемника 2 спутниковой навигационной системы (GPS приемника) поступает через блок 3 привязки географических координат к трассе железнодорожной линии в бортовой контроллер 4 и затем через выход бортового контроллера 4 на вход локомотивной радиостанции 5. От локомотивной радиостанции 5 информация о местоположении поезда передается в стационарный радиоприемопередатчик 9. По интерфейсу RS-485 она поступает на второй вход информационно-управляющего сервера 7, где сопоставляется с аналогичной информацией от блока 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда для формирования точного местоположения поезда.Information from the on-board receiver 2 of the satellite navigation system (GPS receiver) is fed through the block 3 for binding geographic coordinates to the railway line to the on-board controller 4 and then through the output of the on-board controller 4 to the input of the locomotive radio station 5. From the locomotive radio station 5, information about the location of the train is transmitted to stationary radio transceiver 9. Via the RS-485 interface, it arrives at the second input of the information-control server 7, where it is compared with the same information from block 11 of the form data on the location of the head and tail cars of the train to form the exact location of the train.
Для повышения точности определения блоком 11 данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда, в предлагаемом устройстве исходные сигналы с выхода сенсорного устройства 10 (рефлектограмма распределения акустического воздействия по всей длине волокна) через блок 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм поступают в блок 11 формирования данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда для логической обработки вместе с информационными сигналами несущими дополнительную логическую и контрольную информацию. To improve the accuracy of block 11 determining the location data of the head and tail carriages of the train, in the proposed device, the initial signals from the output of the sensor device 10 (reflectogram of the distribution of acoustic effects along the entire length of the fiber) through the block 15 of intelligent digital processing of reflectograms are sent to the block 11 for generating location data head and tail carriages of the train for logical processing together with information signals carrying additional logical and control information ation.
По данным рефлектометра из блока 10 определяются параметры поездов (длина, скорость, направление движения), следующих по железнодорожной линии, вдоль которой уложен оптоволоконный кабель, а также факты проследования поездами отдельных точек на линии и участков пути. According to the reflectometer from block 10, the parameters of the trains (length, speed, direction of movement) are determined, following the railway line along which the fiber optic cable is laid, as well as the facts of the train following individual points on the line and sections of the track.
Для решения этих задач в блоке 15 интеллектуальной цифровой обработки рефлектограмм выполняется выделение полезных сигналов от виброакустических воздействий, связанных с движением поездов по линии, от прочих сигналов. Также устанавливаются точки с высоким соотношением сигнал/шум и определяются точные моменты въезда и выезда каждого поезда в каждую координату оптоволокна, принадлежащую окрестностям данных точек. To solve these problems, in block 15 of the intelligent digital processing of reflectograms, the selection of useful signals from vibroacoustic effects associated with the movement of trains along the line from other signals is performed. Points with a high signal-to-noise ratio are also set and the exact moments of entry and exit of each train to each fiber coordinate belonging to the neighborhood of these points are determined.
Блок 15 формирует спектрограмму по данным рефлектометра. Для фильтрации посторонних шумов используется переход в спектральную область. Рефлектограмма представляется в виде числового массива соответствующего интенсивности обратно рассеянного излучения в кабеле. Модуль 16 накопления данных рефлектограмм сохраняет фиксированное число идущих подряд рефлектограмм. Преобразование данных по накопленному набору рефлектограмм реализуется модулем 17, выполняющим преобразование Фурье. Модуль 18 за счет фильтрации шумов спектрограмм формирует спектрограмму с уменьшенным уровнем посторонних шумов. Модуль 19 накопления данных сенсорного устройства 10 (при проследовании поездов) определяет массив пороговых значений, отделяющий сигнал от поезда от шума и преобразует спектрограмму в бинарные матрицы в соответствии с полученным порогом для дальнейшего определения параметров поездов и фактов проследования поездами отдельных точек и участков пути. Модуль 20 запоминания координат с высоким соотношением сигнал/шум, статистически определяет точки (контрольные точки), которые могут служить границами участка пути, занятие и освобождение которого возможно достоверно контролировать по данным виброакустического датчика. Модуль 21 запоминания данных сигналов от поезда, принимаемого за эталон, использует накопленные данные для последующей коррекции вычисляемых параметров прочих поездов, поскольку они косвенным образом содержат информацию о расстоянии от оптоволоконного кабеля до железнодорожного пути в каждой координате оптоволокна. Модуль 22 выделения данных спектрограммы, соответствующих большим окрестностям установленных контрольных точек и модуль 23 выделения данных спектрограммы, соответствующих малым окрестностям установленных контрольных точек используются для выделения данных спектрограммы, соответствующих большим и малым окрестностям установленных контрольных точек. Модуль 24 кластеризации данных использует алгоритм автоматической кластеризации данных (EM-алгоритм) для отделения полезного сигнала от шума. Модуль 25 определения мощности сигнала в малых окрестностях границ участков вырабатывает данные, которые используются для решения о занятии и освобождении участков пути. Модуль 28 формирования массива меток времени въезда/выезда поезда в/из каждой координаты оптоволокна формирует данные, которые используются для вычисления длины скорости и направления движения поезда, а также для оценок достоверности этих величин. Вычисление длины поезда, производится суммированием за каждый дискретный момент времени, в который поезд находился в контрольной точке, перемещений со средними скоростями движения головы и хвоста поезда. Модуль 25 выбора порога определяет массив пороговых значений. Он преобразует подматрицы спектрограммы, соответствующие окрестности каждой контрольной точки в бинарные матрицы в соответствии с выбранными порогами. Данный массив обновляется при проследовании поездов по линии. При этом для вычисления параметров поезда используется порог, индивидуальный для данного поезда. А для определения фактов проследования поездами контрольных точек используется обновляемый фиксированный порог, от поезда не зависящий. Обновление порога используется для устранения влияния погодных условий на работу данной системы. Модуль 29 вычисления длины состава поезда и параметров его движения использует суммирование за каждый дискретный момент времени, в который поезд находился в контрольной точке, перемещений со средней скоростью между вычисленными скоростями движения головы и хвоста поезда. По бинарной матрице он вычисляет значения параметров поезда для определения освобождения участков пути и вывода оператору информации о поездах, следующих по линии. Модуль 30 коррекции длины состава, с учетом данных об эталонном поезде, использует данные сигнала от поезда, принимаемого за эталон, для коррекции полученной длины поезда. Данный модуль необходим, ввиду зависимости вычисленной длины поезда от удаления кабеля от пути. Сигналы о состоянии объектов на станции, несущие информацию, например, о номере маршрута, состоянии станционных секций, передаются от устройства 8 электрической централизации на первый вход информационно-управляющего сервера 7, который формирует сообщение о поездной ситуации на станции. Сформированные сообщения (управляющие команды по движению) поступают со второго выхода информационно-управляющего сервера 7 в стационарный радиоприемопередатчик 9 для их передачи по радиоканалу на локомотивную радиостанцию 5. С выхода локомотивной радиостанции 5 управляющие команды по движению поступают в бортовой контроллер 4, который обеспечивает отображение управляющих команд движения на информационном табло (на чертеже не показано) машиниста, для принятия решений по управлению движением поезда. Block 15 forms a spectrogram according to the reflectometer. To filter extraneous noise, a transition to the spectral region is used. The trace is represented as a numerical array of the corresponding intensity of the backscattered radiation in the cable. Module 16 accumulation of trace data stores a fixed number of consecutive reflectograms. Data conversion according to the accumulated set of reflectograms is implemented by the
Предлагаемая система контроля местоположения поезда обеспечивает повышение точности данных о местоположении головного и хвостового вагонов поезда и, как следствие, повышение надежности и безопасности работы системы управления движением поездов.The proposed system for monitoring the location of the train improves the accuracy of the location data of the head and tail cars of the train and, as a result, increases the reliability and safety of the train control system.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129877A RU2659913C1 (en) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | Train location control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017129877A RU2659913C1 (en) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | Train location control system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2659913C1 true RU2659913C1 (en) | 2018-07-04 |
Family
ID=62815809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017129877A RU2659913C1 (en) | 2017-08-24 | 2017-08-24 | Train location control system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2659913C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2727438C1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-07-21 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Train location control system |
| RU2737811C1 (en) * | 2020-05-29 | 2020-12-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Train monitoring system at station |
| RU2814181C1 (en) * | 2023-01-18 | 2024-02-26 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Vibroacoustic measurement system and train position monitoring system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103926588A (en) * | 2014-04-28 | 2014-07-16 | 无锡成电光纤传感科技有限公司 | Rail vehicle positioning and speed detecting system based on phi-OTDR |
| RU2560227C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Train tracking system |
| CN102806932B (en) * | 2012-08-28 | 2016-01-13 | 简水生 | Cable safe travelling method and system is leaked based on Intelligent optical fiber sensing and positive and negative E font |
| RU2608783C2 (en) * | 2012-12-06 | 2017-01-24 | Сименс Акциенгезелльшафт | Location of vehicle |
-
2017
- 2017-08-24 RU RU2017129877A patent/RU2659913C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102806932B (en) * | 2012-08-28 | 2016-01-13 | 简水生 | Cable safe travelling method and system is leaked based on Intelligent optical fiber sensing and positive and negative E font |
| RU2608783C2 (en) * | 2012-12-06 | 2017-01-24 | Сименс Акциенгезелльшафт | Location of vehicle |
| RU2560227C1 (en) * | 2014-04-11 | 2015-08-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Train tracking system |
| CN103926588A (en) * | 2014-04-28 | 2014-07-16 | 无锡成电光纤传感科技有限公司 | Rail vehicle positioning and speed detecting system based on phi-OTDR |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2727438C1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-07-21 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Train location control system |
| RU2737811C1 (en) * | 2020-05-29 | 2020-12-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Train monitoring system at station |
| RU2814181C1 (en) * | 2023-01-18 | 2024-02-26 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" | Vibroacoustic measurement system and train position monitoring system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2675041C1 (en) | Train location control system | |
| CN107976697B (en) | Train safety positioning method and system based on Beidou/GPS combination | |
| CN109080665B (en) | Train positioning method based on cross induction loop intersection information | |
| RU2556133C1 (en) | System of train separation at spans built around radio channel | |
| CN105810012A (en) | Method and device of vehicle collision warning based on vehicle-borne terminal | |
| RU2560227C1 (en) | Train tracking system | |
| RU2618660C1 (en) | Railway traffic interval regulation system based on radio channels | |
| RU2659913C1 (en) | Train location control system | |
| RU2513883C1 (en) | System for interval control of movement of trains at railway haul | |
| CN110525484B (en) | BDS and STP-based distance calculation implementation method for key points of shunting operation in station track | |
| CN103826962A (en) | Train control system | |
| RU2725332C1 (en) | System for decentralized interval control of train movements | |
| CN103171595A (en) | Rail transit train rear-end prevention device based on pseudo-random code radio frequency distance measurement | |
| CN110789585A (en) | Method and system for capturing virtual transponder of train | |
| RU2664023C1 (en) | Method and system of decentralized interval regulation of train movement | |
| CN104973093A (en) | Method for computing interval of positions for railway vehicle along railway track and corresponding device | |
| RU2651333C1 (en) | Method of trains movement regulation on the transfer without floating light-flowers and rail circuits | |
| RU2746629C1 (en) | System for interval regulation of train traffic | |
| RU94943U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF TRAIN MANAGEMENT AND VEHICLE VEHICLES | |
| RU2727438C1 (en) | Train location control system | |
| RU2770040C1 (en) | Train interval control system | |
| RU2503564C1 (en) | System of train separation at spans | |
| RU2518670C2 (en) | Method of controlling rail vehicle and system for realising said method | |
| RU2423269C1 (en) | Device to control train operation and engineman vigilance | |
| RU2582431C1 (en) | Train control system |