PL178070B1 - Sposób i urządzenie do sterowania ruchem jednostki ruchomej - Google Patents

Abstract

1. Sposób sterowania ruchem jednostki ruchomej, o- bejmujacy zapytanie z jednostki ruchomej dla jednej z wielu wstepnie rozmieszczonych, nieruchomych jednostek biernych, przy pomocy których w odpowiedzi na zapytanie dostarcza sie elektronicznie pamietany, unikalny kod informacyjny, po którym okresla sie polozenie jednostki ruchomej w odpowiedzi na unikalny kod informacyjny, znam ienny tym, ze przez jednostke ruchoma odbiera sie elektronicznie........ 2. Urzadzenie do sterowania ruchem jednostki rucho- mej, zawierajace wiele nieruchomych jednostek biernych majacych pamiec elektroniczna oraz urzadzenia nadawcze i odbiorcze, przy czym pamiec zawiera kod informacyjny, który jest unikalny dla jednostki i jest zwiazany z polozeniem danej jednostki, co najmniej jedna jednostke ruchoma majaca kompu- ter o danej pojemnosci pamieciowej i majaca urzadzenia nadaw- cze i odbiorcze, przy czym jednostki nieruchome, przy zapytaniu przez jednostke ruchoma, dostarczaja kod informacyjny u- mozliwiajacy jednostce ruchomej obliczenie polozenia, w uzu- pelnieniu do kodów informacyjnych, zawieraja zapamietane informacje ruchu, które sa dostarczane wraz z kodem informa- cyjnym po zapytaniu z jednostki ruchomej, a ruch jednostki ruchomej jest regulowany wedlug odbieranej informacji ruchu, znamienne tym, ze obwody elektroniczne jednostek nierucho- mych (3)............ F I G . 1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do sterowania ruchem jednostki ruchomej, zwłaszcza do zastosowania w połączeniu z ruchem pociągu, dla zapewnienia niezawodnych systemów sterowania pociągami.

Znany jest z europejskiego opisu patentowego EP 0 145 464 system sterowania pociągiem, w którym transpondery, dostarczające kodowaną odpowiedź na zapytanie, są umieszczone wzdłuż toru. Pociąg odbiera informację o kodzie następnego transpondera z centrum sterowania i zawiadamia, kiedy ten kod został wykryty. Jeżeli transponder nie jest wykrywany, pociąg jest wprowadzany w stan spoczynku.

Znany jest z opisu patentowego Wielkiej Brytanii GB 2 219 833 system informacji ruchu do zastosowania w ruchu autobusowym. Na każdym przystanku autobusowym jest umieszczony nadajnik do nadawania kodu do autobusu przy zapytaniu, skutkiem czego można określić położenie autobusu. Ta informacja jest stosowana na przykład w centrum sterowania ruchem dla wprowadzania w razie potrzeby na więcej szyn.

Znany jest z opisu patentowego US 5 129 605 system, w którym jest stosowanych wiele różnych sposobów określania dokładnego położenia pociągu. Całość jest sterowana przez centrum sterowania, które koordynuje informację.

Ponadto został odkryty system bezpieczeństwa automatycznego sterowania pociągiem ATC do poprawy bezpieczeństwa pociągu. Ten system zabezpiecza przed wieloma Wędami ludzkimi ze strony maszynistów. Jedną z podstawowych cech systemu jest to, że pociąg jest wyposażony w komputer, który odbiera informację o ruchu, taką jak sygnały zatrzymania i ograniczenia prędkości, z wielu nadajników wzdłuż toru. Zatem komputer może wprowadzić pociąg w stan spoczynku, bez względu na to, co robi maszynista, gdy pociąg dojeżdża na sygnale stopu. Sygnały i nadajniki są sterowane z centralnego stanowiska sygnalizacji.

Znany jest z opisu patentowego US 3 940 765 system sterowania ruchem pociągów, mający wiele nieruchomych jednostek biernych, który jednak nie umożliwia pociągom przekazywania wiadomości do jednostek nieruchomych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że przez jednostkę ruchoma, odbiera się elektronicznie zapamiętaną informację ruchu, którą dostarcza się do jednej z nieruchomych jednostek czynnych z poprzedniej jednostki ruchomej i przez jednostkę ruchomą odbiera się ponadto unikalny kod informacyjny oraz ruch jednostki ruchomej steruje się w odpowiedzi na określone położenie i odbieraną informację ruchu.

W urządzeniu według wynalazku obwody elektroniczne jednostek nieruchomych mają układ sterujący przystosowany do zapisu informacji ruchu odbieranych z jednostki ruchomej, do pamiętania tych informacji w pamięci RAM i do następnego dostarczania informacji do jednego lub więcej kolejnych zapytujących jednostek ruchomych.

Korzystnie jednostki nieruchome są oznacznikami, które nadają i odbierają przy danych częstotliwościach, korzystnie przy 27 MHz.

Korzystnie urządzenia nadawcze i odbiorcze jednostek nieruchomych zawierają antenę ramową lub cewkę indukcyjną do odbioru sygnału zapytania i dostarczania sygnału odpowiedzi, z kodem informacyjnym i informacjami ruchu oraz jednostki nieruchome zawierają elektroniczny obwód scalony mający pamięć ROM dla kodu identyfikacyjnego i pamięć RAM dla

178 070 informacji ruchu oraz obwód elektroniczny jest zasilany przez energię zgromadzoną przez cewkę indukcyjną.

Korzystnie informacje ruchu dostarczane przez jednostkę ruchomą do jednej z jednostek nieruchomych zawierają zapytanie w czasie i informację tożsamości dotyczącą jednostki zapytującej. .

Korzystnie informacje ruchu zawierają informację o wartościach granicznych prędkości i informację o warunkach miejscowych.

Korzystnie jednostki ruchome mają komputer, który, poprzez przeszukiwanie w katalogu zapamiętanym w pamięci, określa położenie jednostki w odpowiedzi na kod identyfikacyjny odbierany z jednej z jednostek nieruchomych i komputer ma ekran monitora do wyświetlania obliczonego położenia.

Korzystnie komputer jest związany z jednostką liczącą, do obliczania odległości od jednostki ruchomej, którą ostatnio minięto, w odpowiedzi na odbierane informacje ruchu i informacje z centrum sterowania ruchem, jeżeli ruch jednostki, którą ostatnio minięto, różni się od wstępnie określonej tablicy czasowej i ta odległość jest wyświetlana przez ekran monitora, korzystnie w postaci rozkazu zatrzymania.

Korzystnie układy sterujące jednostek nieruchomych pamiętają informacje ruchu dotyczące ruchu jednostki ruchomej w pamięci RAM, w której była zapamiętana informacja o jednostce ruchomej, którą ostatnio minięto.

Korzystnie układy sterujące jednostek nieruchomych pamiętają informacje o stałych własnościach i dłuższym czasie trwania w pamięci ROM i te informacje są pamiętane tylko po zakończeniu zadawalającej procedury rozpoznawania.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie systemu umożliwiającego sterowanie jednostką ruchomą taką jak pociąg, które może mieć miejsce bez zakłócania przez centrum sterowania ruchem, o ile przepływ ruchu jest łagodny. Zastosowanie nieruchomych jednostek biernych umieszczonych wzdłuż toru zapobiega potrzebie użycia kabli biegnących wzdłuż toru. Łatwo jest obudować nieruchome jednostki, tak, żeby zapobiec wejściu wody, system jest więc szczególnie nieczuły na wpływ wiatru i pogody. Jednostki nieruchome stosują unikalny kod do zapytywania, komputer jednostki ruchomej określa jej położenie, a położenia jednostek nieruchomych, po zamontowaniu, są określane dokładnie i zapamiętywane elektronicznie. Możliwe jest sterowanie prędkością pociągu przez dane otrzymane bezpośrednio z jednostki nieruchomej. Możliwa jest ocena odległości od poprzedniego pociągu i określenie odległości od niego, na podstawie czego jest regulowany ruch pociągu lub jednostki ruchomej. Następne pociągi mogą określić bezpieczniej, czy odcinek z przodu nie jest zajęty.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do sterowania ruchem jednostki ruchomej według wynalazku, w połączeniu z pociągiem, fig. 2 - widok z góry, wyjaśniający, jak urządzenie do sterowania pociągiem komunikuje się z jednostką nieruchomą przez sprzężenie indukcyjne przy pomocy anteny ramowej, fig. 3 - schemat połączeń pomiędzy komputerem lokomotywy i jednostką nieruchomą, oraz centrum sterowania ruchem, fig. 4 - schematycznie strukturę jednostki nieruchomej, fig. 5 - sposób protokołowania informacji przez zapytanie 1 następnie odpowiedź w urządzeniu do sterowania ruchem według wynalazku i fig. 6 - sposób projektowania zapytania, przy równoczesnym zapamiętaniu danych o bardziej stałych własnościach.

Figura 1 przedstawia urządzenie do sterowania ruchem jednostki ruchomej 1 będącej pociągiem jadącym na szynach 2. Jednostki nieruchome 3 czyli oznaczniki są umieszczone wzdłuż toru. Te oznaczniki pracują korzystnie przy 27 MHz, tak, że są zagrzebane, na przykład wzdłuż toru, i nie oddziałują na nie warunki nadawania i odbioru. Jednostki nieruchome 3, które są pokazane bardziej szczegółowo na fig. 4, zawieraj ą wszystkie wstępnie określony kod identyfikacyjny. Te jednostki nieruchome są rozmieszczone wzdłuż toru we wstępnie określonej odległości, na przykład 100 metrów lub 500 metrów i położenia jednostek nieruchomych są następnie określane bardzo dokładnie. Położenie jednostki jest zapamiętywane wraz z kodem informacji jako tablica w pamięci elektronicznej. Tablice elektroniczne

178 070 są potem kopiowane w komputerach wszystkich jednostek ruchomych, które określają własne położenia dokładnie przez tablicę przekształceń kodu, gdy wykrywająjednostkę nieruchomą.

Jednostka ruchoma 1 komunikuje się z jednostką nieruchoma 3 przez antenę ramową 17, która jest dołączona do komputera 12 przez nadajnik-odbiornik 16. Sygnał elektromagnetyczny jest odbierany przez antenę ramową 4 na jednostce nieruchomej 3, co będzie objaśnione w połączeniu z fig. 4. W odpowiedzi na zapytanie jednostka nieruchoma 3 przesyła kod identyfikacyjny, jak również zapamiętane wiadomości ruchu, przy pomocy których komputer 12 oblicza własne położenie i zapewnia, że nie występują żadne inne pociągi lub jednostki ruchome bezpośrednio z przodu na torach. Jeżeli jednostka nieruchoma 3 zawiera informację dotyczącą wartości granicznych prędkości, taka informacja jest stosowana przez komputer 12 do kontroli maksymalnej prędkości pilota 13 ruchu. Ponadto komputer 12 oblicza odległość do jednostki ruchomej, obok której ostatnio przejechano, co widać na ekranie monitora 14 przy różnych pozycjach informacji, na przykład aktualnej prędkości pociągu, czasu i poprzednio obliczonego położenia. To jest pokazywane albo w przedstawieniu alfanumerycznym albo w przedstawieniu graficznym na mapie lub fragmencie mapy. Maszynista komunikuje się z komputerem 12 poprzez interfejs 19 wpostaci klawiatury. Komputer 12 jest dołączony do jednostki 11, z której są otrzymywane dane techniczne kierowania. Komputer 12 odbiera informację o aktualnej prędkości pociągu i jest dołączony do jednostki 13, z której odbiera informacje o początkowych wartościach technicznych kierowania, to jest uruchomieniu hamulców, uruchomieniu sterowania dławieniem i tak dalej. Realizuje się łączność dwukierunkową, tak, że komputer 12 odbiera informację o początkowych wartościach technicznych kierowania, lecz może także przejąć sterowanie od maszynisty, jeżeli w związku z odebraną informacją wykrywa sytuację, w której taka interwencja jest wymagana.

Równocześnie komputer 12 jest w łączności radiowej z centrum sterowania 15 ruchem, która zachodzi przez nadajnik-odbiomik 18 z anteną. Komputer 12 odbiera informację przez połączenie radiowe i informacja zawiera regulacje czasowe, przy czym punkty przejścia w czasie urządzenia są obecnie pamiętane w jednostkach nieruchomych 3, tak, że jest wymagana pewna dokładność względem punktów czasowych. Informacja zawiera bieżącą informację o innych pociągach, jeżeli nie zachowują one wstępnie określonych tablic czasowych, i wielkość odchylenia powstającego dla tych pociągów w czasie. Pociągi są identyfikowane przy pomocy określonych kodów identyfikacyjnych. Centrum równocześnie przekazuje bieżące zapytania, na które komputer odpowiada jedynie OK, o ile tablica czasowa jest zachowana. W przypadku odchyleń od tablicy czasowej poza dopuszczalne tolerancje, komputer 12 pociągu ocenia wielkość tych odchyleń, która jest określona przy pomocy określenia położenia w porównaniu ze wstępnie określonymi tablicami czasowymi, zapamiętanymi w pamięci komputera.

Figura 4 przedstawia jednostkę nieruchomą 3, która zawiera antenę ramową. 4 lub cewkę komunikującą się z układem sterującym 7 jednostki nieruchomej przez interfejs nadajnikaodbiomika. Układ sterujący 7 jest zasilany z interfejsu nadajnika-odbiomika przy pomocy układu prostownika 6, który prostuje sygnał radiowy i dostarcza napięcie stałe do układu sterującego 7 przez związane z nią pamięci. Układ sterujący 7 ma pamięć ROM 9, w której są pamiętane sekwencje programu potrzebne do działania wraz z unikalnym kodem identyfikacyjnym jednostki sterującej. Jednostka nieruchoma 3 ma ponadto pamięć RAM 8, w której są pamiętane wiadomości ruchu. Wiadomości ruchu w postaci punktów przejścia w czasie lub punktów zapytania w czasie oraz informacja pociągu są zapisywane kasująco na poprzedniej informacji, podczas gdy wiadomości ruchu o bardziej stałych własnościach, na przykład wartości graniczne prędkości i podobne, są zapamiętywane w oddzielnych sekcjach pamięci RAM 8.

Figura 5 przedstawia łączność pomiędzy jednostką ruchomą 1 i jednostką nieruchomą 3. Jednostka ruchoma najpierw podaje hasło 20, które zapewnia częściowo, że jednostka pamięta dane w pamięci RAM jednostki nieruchomej, częściowo rozpoczynając zasilanie energią jednostki nieruchomej. Po haśle 20 jest podawany kod identyfikacyjny 21, po którym następuje informacja techniczna kierowana w postaci zapytania w czasie i ewentualnie prędkości. Po odbiorze przez jednostkę nieruchomą tych danych, przekazuje ona unikalny kod informacyjny 25, przy pomocy którego jednostka ruchoma określa położenie przez przeszukanie tablicy. Następnie przekazuje ona wiadomości ruchu składające się częściowo z informacji ruchu 26

178 070 o jednostce, która ostatnio przeszła, jak również informacji o bardziej stałych własnościach, na przykład wartościach granicznych prędkości i ostrzeżeniach roboczych wzdłuż toru. Ostatnio wzmiankowane stałe dane są oznaczone jako informacja ruchu 27.

Figura 6 przedstawia, jak dane mogą być złożone, jeżeli jednostka ruchoma pamięta dane, które mają bardziej stałe własności. Rząd danych jest tak samo duży jak powyżej, a jednostka ruchoma dostarcza hasło 20. Po kodzie identyfikacyjnym 21 następują. dane techniczne kierowania 22 i następnie jednostki ruchome dostarczają inne hasło 23, które, jeżeli jest rozpoznawane przez jednostkę nieruchomą, umożliwia jednostce ruchomej pamiętanie informacji 24 o stałych własnościach, która zawiera wartości graniczne prędkości i podobne. Po rozpoznaniu przez jednostkę nieruchomą 3 tych danych, dostarcza ona odpowiedź, co pokazano w połączeniu z fig. 5.

Urządzenie do sterowania ruchem jednostki ruchomej może być stosowane w połączeniu z dużą liczbą jednostek ruchomych, a te dążą mniej lub więcej określoną drogą. Jest to na przykład kołowanie samolotu na lotnisku, gdzie pilot sam kołuje samolot do celu, a wieża kontrolna nie musi ingerować, o ile nie ma innego samolotu na danej drodze. Urządzenie może być zastosowane także w połączeniu z publicznym ruchem autobusowym. Natomiast w pociągu maszynista może kierować pociągiem bez ingerencji z centrum sterowania ruchem tak długo, jak długo jest zachowywana ustalona tablica czasowa. Maszyniści nie odnoszą się już do sygnałów wizyjnych wzdłuż toru, lecz mogą kierować pociągiem na podstawie wiedzy o położeniu pociągu i wiedzy o położeniu pociągu, który ostatnio przejechał. Stwarza to możliwość wprowadzenia pociągów bez maszynisty, gdzie komputer pociągu steruje ruchami.

Cm

Cm

Cm %

178 070 %

Ml

Cm

Cm

Cm

Cm

M| cm

Cm

Ml s?

M|

Cm

MJ

Ό

O c:

178 070

FIG.3

FIG.4

178 070

FIG.1

I—

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterowania ruchem jednostki ruchomej, obejmujący zapytanie z jednostki ruchomej dla jednej z wielu wstępnie rozmieszczonych, nieruchomych jednostek biernych, przy pomocy których w odpowiedzi na zapytanie dostarcza się elektronicznie pamiętany, unikalny kod informacyjny, po którym określa się położenie jednostki ruchomej w odpowiedzi na unikalny kod informacyjny, znamienny tym, że przez jednostkę ruchomą odbiera się elektronicznie zapamiętaną informację ruchu, którą dostarcza się do jednej z nieruchomych jednostek czynnych z poprzedniej jednostki ruchomej i przez jednostkę ruchomą odbiera się ponadto unikalny kod informacyjny oraz ruch jednostki ruchomej steruje się w odpowiedzi na określone położenie i odbieraną informację ruchu.
2. 2. Urządzenie do sterowania ruchem jednostki ruchomej, zawierające wiele nieruchomych jednostek biernych mających pamięć elektroniczną oraz urządzenia nadawcze i odbiorcze, przy czym pamięć zawiera kod informacyjny, który jest unikalny dla jednostki i jest związany z położeniem danej jednostki, co najmniej jedną jednostkę ruchomą mającą komputer o danej pojemności pamięciowej i mającą urządzenia nadawcze i odbiorcze, przy czym jednostki nieruchome, przy zapytaniu przez jednostkę ruchomą, dostarczają kod informacyjny umożliwiający jednostce ruchomej obliczenie położenia, w uzupełnieniu do kodów informacyjnych, zawierają zapamiętane informacje ruchu, które są dostarczane wraz z kodem informacyjnym po zapytaniu z jednostki ruchomej, a ruch jednostki ruchomej jest regulowany według odbieranej informacji ruchu, znamienne tym, że obwody elektroniczne jednostek nieruchomych (3) mają układ sterujący (7) przystosowany do zapisu informacji ruchu odbieranych z jednostki ruchomej (1), do pamiętania tych informacji w pamięci RAM (8) i do następnego dostarczania informacji do jednej lub więcej kolejnych zapytujących jednostek ruchomych (1).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że jednostki nieruchome (3) są oznacznikarni, które nadają i odbierają przy danych częstotliwościach, korzystnie przy 27 MHz.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że urządzenia nadawcze i odbiorcze jednostek nieruchomych (3) zawierają antenę ramową (4) lub cewkę indukcyjną do odbioru sygnału zapytania (20-22) i dostarczania sygnału odpowiedzi (25-27), z kodem informacyjnym (25) i informacjami ruchu (26, 27), oraz jednostki nieruchome (3) zawierają elektroniczny obwód scalony mający pamięć ROM (9) dla kodu identyfikacyjnego (25) i pamięć RAM (8) dla informacji ruchu (26, 27) oraz obwód elektroniczny jest zasilany przez energię zgromadzoną przez cewkę indukcyjną.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że informacje ruchu (21, 22) dostarczane przez jednostkę ruchomą (1) do jednej z jednostek nieruchomych (3) zawierają zapytanie w czasie i informację tożsamości dotyczącąjednostki zapytującej.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że informacje ruchu (21-24) zawierają informację (24) o wartościach granicznych prędkości i informację o warunkach miejscowych.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że jednostki ruchome (1) mają komputer (12), który, poprzez przeszukiwanie w katalogu zapamiętanym w pamięci, określa położenie jednostki w odpowiedzi na kod identyfikacyjny (25) odbierany z jednej z jednostek nieruchomych (3) i komputer (12) ma ekran monitora (14) do wyświetlania obliczonego położenia.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że komputer (12) jest związany z jednostką liczącą do obliczania odległości od jednostki ruchomej (3), którą ostatnio minięto, w odpowiedzi na odbierane informacje ruchu i informacje z centrum sterowania ruchem, jeżeli ruch jednostki, którą ostatnio minięto, różni się od wstępnie określonej tablicy czasowej i ta odległość jest wyświetlana przez ekran monitora (14), korzystnie w postaci rozkazu zatrzymania.

   178 070
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że układy sterujące (7) jednostek .nieruchomych (3) pamiętają informacje ruchu (21, 22) dotyczące ruchu jednostki ruchomej (1) w pamięci RAM (8), w której była zapamiętana informacja o jednostce ruchomej (1), którą ostatnio minięto. .
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że układy sterujące (7) jednostek nieruchomych (3) pamiętają informacje (24) o stałych własnościach i dłuższym czasie trwania w pamięci ROM (9) i te informacje są pamiętane tylko po zakończeniu zadawalającej procedury rozpoznawania.