CZ2010808A3 - Zpusob bezpecné indikace prítomnosti kolejového vozidla ci vlaku v kolejových úsecích železnicní trate a systém pro provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Pri provádení zpusobu bezpecné indikace prítomnosti kolejového vozidla ci vlaku v kolejových úsecích železnicní trate se zjištuje a-násobný soucasný logicky jednotkový výstup (OSHn) príslušných otresových detektoru (SH1, SH2, SH3, až SHn) umístených v kolejových úsecích (RS1, RS2, až RSn) a zároven se zjištuje soucasný a-násobný logicky jednotkový výstup (OMG1, OMG2, OMG3, až OMGn) príslušných magnetických detektoru (MG1, MG2, MG3, až MGn) umístených v kolejových úsecích (RS1, RS2, až RSn), kdy a-násobek je císlo, které presne odpovídá poctu náprav kolejového vozidla (TV) ci vlaku (T). Kolejové vozidlo (TV) ci vlak (T) jsou prítomné v kolejových úsecích, když se v prvém kroku zjistí v souladu s jízdou kolejového vozidla (TV) ci vlaku (T) ve smeru jízdy (TD) a-násobný logicky jednotkový první výstup (OSH1) prvního otresového detektoru (SH1) prvního kumulovaného cidla (CS1), soucasne s a-násobným logicky jednotkovým prvním výstupem (OMG1) prvního magnetického detektoru (MG1), pricemž v dalším kroku se následne zjistí ve smeru jízdy (TD) kolejového vozidla (TV) ci vlaku (T) v urcitém okamžiku soucasne a-násobný logicky jednotkový druhý výstup (OSH2) druhého otresového detektoru (SH2) druhého kumulovaného cidla (CS2), soucasne s a-násobným logicky jednotkovým druhým výstupem (OMG2) druhého magnetického detektoru (MG2) až v posledním kroku se následne zjistí ve smeru jízdy (TD) kolejového vozidla (TV) ci vlaku (T) soucasne a-násobný logicky jednotkový výstup (OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn) n-tého otresového detektoru (SHn) n-tého kumulovaého cidla (CSn), a soucasne a-násobný logicky jednotkový n-tý výstup (OMGn) n-tého magnetického detektoru (MG

Description

Způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě a systém pro provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích.

Vynález se týká též systému pro provádění způsobu bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla v kolejových úsecích s bezpečným přenosem této informace do zabezpečovacích zařízení společného zabezpečovacího systému.

Dosavadní stav techniky

Až dosud byla v historických začátcích datovaných do roku 1871, kdy pan Robinson vynalezl první kolejový obvod, zjišťována přítomnost či nepřítomnost kolejového vozidla v kolejovém úseku pohledem dopravního zaměstnance na danou část kolejiště. Tento postup byl velice závislý na lidském činiteli, jehož selhání byla s přibývající hustotou dopravního momentu čím dál častější, měla fatální důsledky z hlediska bezpečnosti dopravy a proto byly hledány a nacházeny objektivní technické prostředky s dostatečnou mírou technické a provozní bezpečnosti. Takovým prostředkem byl nejprve sériový kolejový obvod. Ten byl koncipován tak, že napájecí konec byl zařazen v sérii s kolejnicovými pasy, s alespoň jednou nápravou kolejového vozidla a kolejovým přijímačem. Pokud kolejové vozidlo bylo v kolejovém úseku přítomno, kolejový přijímač byl vybuzen a naopak. Reakční doba sériového kolejového obvodu byla výrazně kratší než je tomu u paralelního kolejového obvodu, ale na rozdíl od paralelního kolejového obvodu je jeho funkční i technická bezpečnost neporovnatelně nižší, jak je zřejmé z četné literatury, například z učebnice V. Chudáček, O. Poupě: Zabezpečovací technika v železniční dopravě, díl I. Paralelní kolejový obvod byl oproti tomu zapojen tak, že napájecí konec byl prostřednictvím dvou kolejnicových pasů navzájem od isolovaných od dalších segmentů kolejiště, paralelně připojen ke kolejovému přijímači, který je ve vybuzeném stavu, pokud daný kolejový úsek je prostý kolejového vozidla a naopak odbuzený, pokud tam kolejové vozidlo alespoň jednou svou nápravou je přítomno. Je tomu tak proto, že dochází v tomto případě k šuntování vstupních svorek kolejového přijímače, čímž dochází k jeho energetickému odbuzení. Ve stejné literatuře je zřejmá značná nevýhoda dalšího technického prostředku - isolované kolejnice, která se používala na zhlavích elektromechanických zabezpečovacích zařízení pro vyhodnocení průjezdu vlaku s cílem inicializovat vybavení postavené jízdní cesty. Dalším známým prostředkem pro zjišťování přítomnosti kolejového úseku je počítač náprav, jehož podstata spočívá v počítání náprav všech kolejových vozidel, které vjedou do sledovaného kolejového úseku, což se následně porovnává s počtem náprav, které z daného úseku v daném směru jízdy vyjely. Pokud je výsledný rozdíl roven nule, pak je daný kolejový úsek prostý kolejového vozidla - volný - a naopak. Značnou nevýhodou všech uvedených technických prostředků je skutečnost, že vyžadují složitý a z hlediska bezpečnosti náročný a nákladný napájecí systém a značně nákladnou kabelizaci. Další nevýhodou u nejvíce rozšířených prostředků - paralelních kolejových obvodů je relativně nízká odolnost proti ohrožujícím proudům generovaných z trakčních vozidel vysokého výkonu, především s asynchronními motory. Zajištění dostatečné interoperability, zejména u značně rozšířených kolejových obvodů s 25 Hz napájecím kmitočtem, které se

ff · · ·	v	··	·♦ · ·
•	• *	• ·	• · *· ··
•	•	• ·	·· * *
•	•	♦ · ·	• · · · ·
• ·	•	• ·	• · · ·
		··	·· · · ··

masově používají v Rusku, je velice obtížně řešitelný technický problém. Obdobně vykazují značný technický problém systémy s počítači náprav, jejichž reset - restart vyžaduje osobní prohlídku dopravního zaměstnance a do doby jeho návratu ke stavědlu je možný vznik nebezpečné situace, když mezitím daný kolejový úsek bude obsazen například špatně zajištěným kolejovým vozidlem, které přijede do daného kolejového úseku z odstavných kolejích například působením větru nebo sklonových poměrů. V literatuře: RFID Solutions for Railway Industry - GAO-RFID je sice uveden princip využívání prvků RFID pro lokalizaci vlaků, jeho nevýhodou je však skutečnost, že princip je založen na složitém, náročném a nákladném systému zabezpečení tratí s využitím vysokokapacitních balíz.

Řešení, které představuje vynález DE 2640971 zveřejněný dne 16.3,1978 o názvu „Verfahren zur Richtungserkennung and - Anzeige von strecken gebundenen“ Fahrzeugen“ se zabývá indikací kol kolejových vozidel vyhodnocením prvního výstupu, který je tvořen laděným obvodem feritové cívky a druhého výstupu, který tvoří seismické čidlo. Způsob vyhodnocení kolejového vozidla však vykazuje nedostatky. Ty jsou známé z železničního provozu. Spočívají v poměrně častém chybném vyhodnocení tohoto rozladění cívky - v tom případě dojde k nebezpečnému nevyhodnocení přítomnosti kolejového vozidla v kolejovém úseku, což nejčastěji způsobuje obroušené kolo kolejového vozidla pohybující se v kolejovém úseku. Dalším nedostatkem je omezená reakční doba vyhodnocení rozladění obvodu s feritovou cívkou. V důsledku toho dochází k omezení při vyhodnocení přítomnosti kolejových vozidel v kolejových úsecích při vyšší rychlosti vozidla. Další nevýhodou je použití analogových zesilovačů v kanálu feritové cívky a v kanálu seismického čidla, jejichž zesílení není bezpečně prováděno, ani kontrolováno a proto může dojít k falešnému vyhodnocení železničního kola. Není zřejmé, jak je dosaženo požadované úrovně bezpečnosti SIL>1 při poruše rozhodujících diskrétních komponent, jako jsou detekční diody , zesilovače, Schmidtův obvod a komparátor. Jedná se o zapojení s vnitřní bezpečností bez použití bezpečných prvků první třídy bezpečnosti či bez použití redundance. Lze proto vyjádřit obavy, že není dodržen koncept bezpečnosti při uvažovaných poruchách. Dále je možno předpokládat, že stabilita systému, která je nutnou podmínkou pro dodržení stanovené míry bezpečnosti, není zajištěna bezpečným způsobem.

Řešení, které představuje vynález US 7481400 zveřejněný dne 4.1.2007 o názvu“ Railway wheel sensor“ se zabývá indikací průjezdu kola kolejového vozidla přes indikační bod, který sestává ze dvou halových sond a jednoho detektoru vibrací. Vyhodnocení přítomnosti kola nad čidlem spočívá v analogovém vyhodnocení výstupních signálů, které mají derivačni charakter. Lze proto předpokládat, že bude obtížné zajistit imunitu vyhodnocovacího procesu proti elektromagnetické interferenci, velice se často vyskytující na kolejích železnice zejména s elektrickým trakčním provozem. Tato interference má obdobný napěťový průběh jako mají regulérní výstupní impulsy a proto může zmíněná elektromagnetická interference falešně - nebezpečně - ovlivnit výstupní impulsy daného zařízení. Vzhledem k tomu, že není provedena bezpečné diskretizace výstupních signálů, je obtížné uplatnit metody šifrování, které by zvýšily míru integrity bezpečnosti. Výhodou tohoto řešení je, že čidlo vyhodnocuje díky dvěma halovým sondám i směr jízdy kola. Není však zřejmé, zda se tak děje s požadovanou integritou bezpečnosti SIL>1, protože text vynálezu neuvádí jak je dosažena potřebná redundance. Další nevýhodou vynálezu je fyzické provedení kombinovaného čidla. To je připevněno k patě kolejnice, což brání mechanickému podbíjení kolejnic. To je v současné době nezbytný požadavek pro realizaci zařízení v náročném železničním provozu.

Řešení, které představuje vynález EP 1295775, zveřejněný dne 26.3.2003 o názvu „Train detection“ se zabývá detekcí vlaku, který kombinuje stávající prostředky jakým je ···· paralelní kolejový obvod a počítač náprav k dosažení vyšší redundance, tedy úrovně integrity bezpečnosti. Toto z hlediska míry bezpečnosti velice výhodné řešení je vykoupeno - i podle slov autorů vynálezu - vysokými investičními i provozními náklady. Přitom nejsou odstraněny nevýhody kolejových obvodů , ke kterým patří vysoké náklady na kabelizaci, isolované styky, stykové transformátory, ale i provozní nedostatky jako nefunkčnost při znečištění temen kolejnic brzdovým pískem, či korozí. Rovněž je u nich nízká imunita proti emisi ohrožujících proudů z asynchronních strojů hnacích vozidel atp. Nejsou odstraněny nevýhody počítačů náprav, k nimž patří nezanedbatelné chybné odečítání vjetých/vyjetých os do/z kolejových úseků, což způsobuje nevhodný koncept rozlaďování laděného obvodu s cívkou při projetí feromagnetického kola kolejového vozidla. Podstatnou nevýhodou je nutnost provádět provozně a časově náročný reset systému po výpadku napájení a podobně.

Podstata!

Uvedené nedostatky se odstraní způsobem bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě tak, že se zjišťuje anásobný současný logicky jednotkový výstup příslušných otřesových detektorů umístěných v kolejových úsecích železniční tratě a zároveň se zjišťuje současný anásobný logicky jednotkový výstup příslušných magnetických detektorů , umístěných v kolejových úsecích, kdy a-násobek je číslo, které přesně odpovídá počtu náprav kolejového vozidla či vlaku, přičemž kolejové vozidlo či vlak jsou přítomné v příslušných kolejových úsecích, když nejprve se v prvém kroku zjistí v souladu s jízdou kolejového vozidla či vlaku ve směru jízdy v kolejových úsecích a-násobný logicky jednotkový výstup prvního otřesového detektoru prvního kumulovaného čidla, současně s anásobným logicky jednotkovým prvním výstupem prvního magnetického detektoru, přičemž v dalším kroku se následně zjistí ve směru jízdy kolejového vozidla či vlaku v určitém okamžiku současně a-násobný logicky jednotkový druhý výstup druhého otřesového detektoru druhého kumulovaného čidla, současně s a-násobným logicky jednotkovým druhým výstupem druhého magnetického detektoru, až v posledním kroku se následně zjistí ve směru jízdy kolejového vozidla či vlaku současně anásobný n-tý logicky jednotkový výstup n-tého otřesového detektoru n-tého kumulovaného čidla, současně s a-násobným logicky jednotkovým n-tým výstupem ntého magnetického detektoru.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že výstupní informace vyskytující se na příslušném výstupu příslušných otřesových detektorů, jakož i výstupní informace vyskytující se na výstupech příslušných magnetických detektorů se v pravidelných prvních cyklech vysílají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln minimálně do nejbližšího sběrného bodu, který spolu s dalšími sběrnými body tvoří meshovou komunikační síť s využitím zašifrovaných radiových vln - meshová komunikační síť na úrovni sběrných bodů je pomocí zašifrovaných rádiových vln spojena jednak navzájem, jednak s ústřednami nejbližších zabezpečovacích zařízení , například s prvním zabezpečovacím zařízením, lokalizovaným podél železniční trati, -a tak se zajistí bezdrátový zašifrovaný přenos informací o počtu vjetých náprav kolejového vozidla či vlaku do příslušného kolejového úseku a o počtu vyjetých náprav kolejového vozidla či vlaku z příslušného kolejového úseku, přičemž se tato informace vyhodnocuje v prvním detašovaném vyhodnocovacím obvodu, který je lokalizovaný v prvním sběrném bodě, v druhém detašovaném vyhodnocovacím obvodu, který je ····

lokalizovaný ve druhém sběrném bodě až v x-tém detašovaném vyhodnocovací m obvodu, který je lokalizovaný v x-tém vyhodnocovacím bodě, jako informace o volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku kolejovým vozidlem či vlakem a zasílá ji pro další zpracování a využití, zejména pro zabezpečení vlakové dopravy způsobem vytváření závislostí v příslušném prvním zabezpečovacím zařízení, v druhém zabezpečovacím zařízení, až v m-tém zabezpečovacím zařízení.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že výstupy kumulovaných čidel oboustranně komunikují prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln s prvním výstupem kolejového vozidla či vlaku, přičemž tato komunikace se uskutečňuje s výstupem prvního kumulovaného čidla, s výstupem druhého kumulovaného čidla , až s výstupem n-tého kumulovaného čidla, v pravidelných druhých komunikačních cyklech, přičemž se jak v kolejovém vozidle či vlaku, tak ve všech dosažitelných kumulovaných čidlech vyhodnocují časové příznaky této oboustranné komunikace, čímž se vyhodnocuje okamžitá vzdálenost a číslo blížícího se kolejového vozidla či vlaku k tomu kterému kumulovanému čidlu lokalizovanému na alespoň jednom kolejnicovém pásu železniční tratě.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že první otřesový detektor, druhý otřesový detektor, až n-tý otřesový detektor po detekci otřesů vzniklých ve svém okolí, tedy i otřesů jedoucího vlak , tyto informace předávají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln vysílaných z příslušných výstupů v pravidelných prvních cyklech do nejbližšího sběrného bodu v součinnosti s informacemi přijatými z výstupů magnetických čidel , čímž se určí směr jízdy kolejového vozidla či vlaku, tedy určí se, zda se jedná o směr sudý, či lichý, kterým sledované kolejové vozidlo, či vlak (T) nebo jel naposledy než se zastavil.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že všechna kumulovaná čidla se napájí z příslušného akumulátoru, kdežto všechny sběrné body se napájí z příslušných akumulátorů.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že každé kumulované čidlo obsahuje prvek pro své elektrické napájení elektrickou energií, případně prvek pro generování této elektrické energie na stojinách prvního kolejnicového pásu, případně druhého kolejnicového pásu dané železniční koleje umístěné na trati jsou umístěna kumulovaná čidla, která jsou schopna komunikovat v síťovém či přímém komunikačním režimu prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln jak se sběrnými body, tak přímo s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem či vlakem kde na kolejovém vozidle či vlaku je umístěno komunikační čidlo s výstupem.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že všechna kumulovaná čidla jsou pevně umístěna na té boční straně stojin kolejnicových pásu, nad kterou pojíždějí nákolky kolejových vozidel.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že všechna kumulovaná čidla jsou pevně lokalizována na stojinách kolejnicových pásů ve shodném horizontálním rozmezí.

Shora uvedené nedostatky jsou rovněž odstraněny tak, že

- prvkem pro napájení elektrickou energií každého kumulovaného čidla je akumulátor

- prvkem pro napájení elektrickou energií sběrných bodů je akumulátor

- prvkem pro dobíjení akumulátorů jsou články, které generují elektrickou energii na základě dvou rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto článku.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je podstatné zlevnění investičních a provozních nákladů, které je nutné vynaložit na výstavbu systému dle vynálezu ve srovnání s náklady, které je nutno vynaložit pro výstavbu dosud známých a používaných systémů pro indikaci přítomnosti či nepřítomnosti kolejového vozidla/vlaku v kolejových úsecích. Toto zlevnění nákladů na investice a provoz bude dle odborného odhadu činit až 90%, bude tedy na úrovni rovnající se jedné desetině nákladů oproti stávajícím, dosud známým a používaným systémům, jako jsou dvoupásové kolejové obvody nebo počítače náprav. Je tomu tak především proto, že při využití systému dle tohoto vynálezu se výrazně šetří náklady na poměrně sofistikované a proto nákladné napájecí zařízení a především na kabelizaci. Ekonomická efektivnost řešení podle vynálezu je tak výrazně příznivá dále především proto, že komponenty systému dle vynálezu jsou velice levné a proto, že jsou napájeny z velice levných akumulátorů s dlouhou dobou života. Jsou tedy prakticky bezúdržbové po dobu řádově deseti let. Tato doba snížené údržby se zvyšuje, pokud budou alternativně tyto akumulátory dobíjeny z externích lokálních zdrojů, například z miniaturních dobíječích článků, které generují elektrickou energii na základě existence rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto dobíjecího článku. Rovněž tak, že bude v maximální možné míře aplikován spící režim vybraných komponent systému dle vynálezu aniž by došlo ke snížení míry jeho technické a funkční bezpečnosti.

Rozhodující výhodou řešení dle vynálezu oproti dosud známému řešení, které využívá počítače náprav je skutečnost, že se využívá k indikaci vjetí/vyjetí osy kolejového vozidla, které vjede/vyjede do/z příslušného kolejového úseku logicky jednotkových výstupů dvou detektorů, tedy otřesového detektoru a magnetického detektoru, které jsou vyrobeny technologií VLSI s uplatněním redundance, například 2oo3. Tím se podstatně zvýší míra bezpečnosti detekční informace, rovněž míra diverzifikace zdrojů informace. Podstatný rozdíl ale spočívá v tom, že řešením dle vynálezu dochází ke kontinuálnímu rádiovému spojení kolejového vozidla s příslušným kumulovaným čidlem, čímž řešení dle vynálezu získává výhody liniové detekce, jakou mají například dvoupásové kolejové obvody, ale odstraňuje nevýhody kolejových obvodů.

Další podstatnou výhodou tohoto vynálezu je nezávislost kumulovaných čidel a dalších komponent systému na vlivu ohrožujících proudů emitovaných do kolejových úseků z trakčních hnacích vozidel. Dále nezávislost na trakčních proudech, na nesymetrii trakčních proudů a na negativních účincích častého ukolejňování vodivých konstrukcí nalézajících se podél železniční trati přes nespolehlivě fungující prúrazky,

které jsou upevněny na těchto kovových konstrukcích. Lze konstatovat, že systém dle vynálezu splňuje vysoké nároky interoperability, což je v současné době, kdy se zavádí do provozu hnací kolejová vozidla s vysoce výkonnými asynchronními motory, velice aktuální a žádoucí.

Nezanedbatelnou výhodou je flexibilní, rychlá a levná montáž systému dle vynálezu a rychlá náhrada, zastaralých kolejových obvodů, které například používají kmitočty 25Hz, případně 50 Hz, za systém dle vynálezu. Tím se šetří nejen investiční, ale i provozní náklady, doby výluky v dopravě a podobně. Důvodem pro nutnost náhrady těchto zastaralých kolejových obvodů je skutečnost, že relevantní normy ČSN 342613 ed.2, ČSN 342614 ed. 2 novou instalaci těchto zastaralých kolejových obvodů již neumožňují. Tyto kolejové obvody bude nutné urychleně nahradit novými bezpečnějšími prostředky, například systémem dle tohoto vynálezu. V některých zemích, například v Rusku je tak nutné v dohledné době nahradit řádově až jeden milion kolejových obvodů s kmitočtem 25 Hz.

Podstatnou výhodou vynálezu je skutečnost, že každé kumulované čidlo periodicky komunikuje nejen se sběrnými body, ale také s kolejovým vozidlem, či vlakem, takže je kompatibilní součástí otevřeného systému bezpečné indikace integrity vlaku dle PV. 2010- 94. Z této skutečnosti plyne značná výhoda vynálezu spočívající v tom, že i při stojícím kolejovém vozidle v některém kolejovém úseku dochází díky zmíněné periodické komunikaci uskutečňované ve druhém komunikačním cyklu s využitím zašifrovaných rádiových vln k přenosu informace o obsazenosti tohoto kolejového úseku, díky přenášenému číslu vlaku, celistvosti vlaku a diverzifikované díky přenášenému časovému příznaku, ze kterého lze vypočítat vzdálenost mezi příslušným kumulovaným čidlem umístěným v tom kterém kolejovém úseku a mezi příslušným kolejovým vozidlem. Tato skutečnost zásadně odstraňuje značnou nevýhody dosud známého systému počítače náprav, jehož reset po výpadku napájení vyžaduje osobní kontrolu dotčených kolejových úseků provozním zaměstnancem. Tuto činnost u systému dle vynálezu není třeba díky komunikaci ve druhém cyklu provádět. Navíc k řešetu neplánovaně prakticky nedojde díky napájení komponent systému dle vynálezu z akumulátorů s dlouhou dobou života, takže napájení nebude v době garantované doby života přerušováno. Zmíněná kompatibilita systému dle vynálezu s řešením dle PV 2010-94 umožňuje multiplikačně využívat komunikace mezi vlakovým komunikačním modulem a komunikačními moduly kumulovaných čidel k přenosu návěstních pojmů z tratě na kolejové vozidlo, k přenosu diagnostických informací, čísla vlaku, informací o horkoběžnosti, integritě vlaku, délce právě pojížděného kolejového úseku - odvozeno od informace z cestovní mapy-, spotřebě elektrické energie vlaku. Tento přenos se uskutečňuje z kolejového vozidla na zabezpečovací systém a naopak.

V odlehlých oblastech, na kterých ta která železniční správa provozuje zabezpečenou vlakovou dopravu, například v Rusku, v Číně, USA, Kanadě apod. bude výhodné používat systém dle vynálezu pro jeho nezávislost na magistrálním napájení realizovaném pomocí kabelizace nebo silových vzdušných vedení, ale také pro možnost zajišťovat vzájemnou komunikaci mezi sběrnými body a zabezpečovacími zařízeními zabezpečovacího systému s využitím satelitní komunikace, například GLONASS, který má ze všech známých systémů největší územní pokrytí a má nejmodemější zabezpečení. To umožní výhodně realizovat novou výstavbu tratí v těchto odlehlých oblastech a návazně provozovat tyto tratě výrazně s nižšími náklady než tomu bylo u dosud známých technických systémů či prostředků. To bude mít výrazné návazné přínosy pro rozvoj ekonomiky dotčených

·*·· * ·« *· • ·· · · * · • * · · ·* • · · · · * * ♦ · · · · · * ·· ··· ·· ·· .1.1 •· •· ··· ··· regionů. Z toho plyne, že systém dle tohoto vynálezu představuje zvýšení pokroku v infrastrukturní části železniční zabezpečovací techniky o jednu generaci.

Nezanedbatelnou výhodou systému dle vynálezu je skutečnost, že způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích je zcela nezávislý na znečištění styku kol vlaků s kolejnicemi, což v současnosti je značný problém při provozování dvoupásových kolejových obvodů v místech s nadměrným pískováním kolejnic brzdovým pískem, ale i při znečištění temen kolejnic roztroušeným nevodivým substrátem, který měl být přepraven předchozím vlakem. Nejen v České republice, ale i v Německu byly v posledních letech prokazatelně registrovány z tohoto důvodu nehody i se ztrátou lidského života. Ze stejných důvodů je systém podle vynálezu rovněž imunní proti častému vzniku koroze temen kolejnic koroze dočasně nepojížděných kol kolejových vozidel provozovaných na železničních tratích s dvoupásovými kolejovými obvody.

Velkou výhodou systému dle vynálezu je, že integrálně zachovává výhody dosavadních prostředků zjišťujících volnost/obsazenost kolejových úseků, jako jsou dvoupásové kolejové obvody a počítače náprav a naproti tomu výrazně odstraňuje nevýhody těchto prostředků za cenu podstatné levnějšího zařízení. Dosahuje se toho především periodickým přenosem čísla vlaku, informace o celistvosti a délce vlaku, délce právě pojížděného kolejového úseku , čase trvání této komunikace do kumulovaných čidel osazených v kolejových úsecích a zpětným přenosem informací z kumulovaných čidel, především jejich identifikačních čísel, na vlak. Tím se odstraňuje nevýhoda počítačů náprav při výpadku napájení a následném řešetu, ale i výše uvedené nevýhody paralelních kolejových obvodů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je podrobně popsán na příkladech provedení, znázorněných na schematických připojených výkresech, z nichž představuje obr.1 topologické znázornění lokalizace výstroje dle vynálezu podél tratě a některé trajektorie obousměrné komunikace mezi komunikačními čidly, kolejovým vozidlem či vlakem a mezi jednotlivými sběrnými body.

obr. 2 časové rozložení periodické komunikace mezi výstupy otřesových a magnetických detektorů komunikačních čidel a mezi sběrnými body v prvním cyklu obr.3 časové rozložení periodické komunikace mezi třetími výstupy komunikačních čidel s kolejovým vozidlem či vlakem ve druhém cyklu

Příklady provedení vynálezu

Na obr.1, 2. a 3. je schematicky znázorněn způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L tak, že se zjišťuje a-násobný příslušný současný logicky jednotkový výstup OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn) příslušných otřesových detektorů SH1, SH2,SH3, až SHn umístěných v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn a zároveň se zjišťuje současný a-násobný logicky jednotkový výstup OMG1, OMG2, OMG3, až OMGn příslušných magnetických detektorů MG1, MG2, MG3. až MGn, umístěných v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn , kdy a-násobek je číslo, které přesně odpovídá počtu náprav

• · · 9 B * ·· ♦ «	·· ·· • · · · • · ··	,< •	• • * •
• ♦ ·	• · · · ·· ··	Π.	• ··♦

kolejového vozidla TV či vlaku T, přičemž kolejové vozidle TV či vlak T jsou přítomné v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn , když nejprve se v prvém kroku zjistí v souladu s jízdou kolejového vozidla TV ve směru jízdy TD v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn a-násobnv logicky jednotkový výstup OSH1 prvního otřesového detektoru SH1 prvního kumulovaného čidla CS1, současně s a-násobným logicky jednotkovým prvním výstupem OMG1 prvního magnetického detektoru MG1 v dalším kroku se následně zjistí ve směru jízdy TD kolejového vozidla TV či vlaku T v určitém okamžiku současně anásobný logicky jednotkový druhý výstup OSH2 druhého otřesového detektoru SH2 druhého kumulovaného čidla CS2, současně s a-násobným logicky jednotkovým druhým výstupem OMG2 druhého magnetického detektoru MG2, až v posledním kroku se následně zjistí ve směru jízdy TD kolejového vozidla TV či vlaku T současně anásobný logicky jednotkový n-tý výstup OSH1, OSH2, QSH3, až OSHn n-tého otřesového detektoru SHn n-tého kumulovaného čidla CSn, současně s a-násobným logicky jednotkovým n-tým výstupem OMGn n-tého magnetického detektoru MGn.

Na obr.1,2,3. je rovněž schematicky znázorněn způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV, či vlaku T , v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L, kdy výstupní informace vyskytující se na příslušném výstupu OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn příslušných otřesových detektorů SH1, SH2, až SHn, jakož i výstupní informace vyskytující se na výstupech OMG1, OMG2, OMG3, až OMGn příslušných magnetických detektorů MG1, MG2, až MGn se v pravidelných prvních cyklech CC1 vysílají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln minimálně do nejbližšího sběrného bodu CO1, který spolu s dalšími sběrnými body CO2, až COx tvoří meshovou komunikační síť s využitím zašifrovaných radiových vln

- meshová komunikační síť na úrovni sběrných bodů CO1, CO2 až COx je pomocí zašifrovaných rádiových vln spojena jednak navzájem, jednak s ústřednami nejbližších zabezpečovacích zařízení IE1, IE2, až lEm, například s prvním zabezpečovacím zařízením IE1, lokalizovaným podél železniční trati L,

-a tak se zajistí bezdrátový zašifrovaný přenos informací o počtu vjetých náprav kolejového vozidla TV či vlaku T do příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS3, až RSn a o počtu vyjetých náprav kolejového vozidla TV či vlaku T z příslušného kolejového úseku RS1, RS2, RS3, až RSn, přičemž se tato informace vyhodnocuje v prvním detašovaném vyhodnocovacím obvodu AC1, který je lokalizovaný v prvním sběrném bodě CO1, v druhém detašovaném vyhodnocovacím obvodu AC2, který je lokalizovaný ve druhém sběrném bodě CO2 až v x-tém detašovaném vyhodnocovací m obvodu ACx, který je lokalizovaný v x-tém vyhodnocovacím bodě COx , jako informace o volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku RS1, RS2, až RSn kolejovým vozidlem TV či vlakem T_a zasílá ji pro další zpracování a využití, zejména pro zabezpečení vlakové dopravy způsobem vytváření závislostí v příslušném prvním zabezpečovacím zařízení IE1, v druhém zabezpečovacím zařízení IE2, až v m-tém zabezpečovacím zařízení lEm.

Na obr.1,2. a 3. je schematicky znázorněn způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T_v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L tak, že výstupy OCS1, OCS2, OCS3, až OCSn kumulovaných čidel CS1, CS2, až CSn oboustranně komunikují prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln s prvním výstupem OCTV kolejového vozidla TV či vlaku T, přičemž tato komunikace se uskutečňuje s výstupem OCS1 prvního kumulovaného čidla CS1, s výstupem OCS2 druhého kumulovaného čidla CS2, až s výstupem OCSn n-tého kumulovaného čidla CSn, v pravidelných druhých komunikačních cyklech CC2, přičemž se jak v kolejovém

vozidle TV či vlaku T, tak ve všech dosažitelných kumulovaných čidlech CS1, CS2, až CSn vyhodnocují časové příznaky této oboustranné komunikace, čímž se vyhodnocuje okamžitá vzdálenost, celistvost a číslo blížícího se kolejového vozidla TV či vlaku T k tomu kterému kumulovanému čidlu CS1, CS2, až CSn lokalizovanému na stojině alespoň jednoho kolejnicového pásu R1, R2 železniční tratě L.

Na obr.1., 2. a 3. je schematicky znázorněn způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L tak, že první otřesový detektor SH1, druhý otřesový detektor SH2, až n-tý otřesový detektor SHn po detekci otřesů vzniklých ve svém okolí, tedy i otřesů jedoucího vlaku TV , tyto informace předávají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln vysílaných z příslušných výstupů OSH1, OSH2, až OSHn v pravidelných prvních cyklech CC1 do nejbližšího sběrného bodu CO1, CO2, až COx v součinnosti s informacemi přijatými z výstupů OMG1, OMG2, až OMGn magnetických čidel MG1, MG2, až MGn, čímž se určí směr TD jízdy kolejového vozidla TV či vlaku T, tedy určí se, zda se jedná o směr TD sudý, či lichý, kterým sledované kolejové vozidlo TV, či vlak T jede nebo jel naposledy než se zastavil.

Na obr.1,2. a 3. je schematicky znázorněn způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L tak, že všechna kumulovaná čidla CS1, CS2, až CSn se napájí z příslušného akumulátoru A1, A2, až An, kdežto všechny sběrné body CO1, CO2, CO3, až COx se napájí z příslušných akumulátorů AR1, AR2, až ARx.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn systém pro provádění způsobu indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn železniční tratě L podle tohoto vynálezu. Tento systém zahrnuje první kumulované čidlo CS1, druhé kumulované čidlo CS2, třetí kumulované čidlo CS3, až n-té kumulované čidlo SCn, z nichž každé obsahuje alespoň jeden příslušný otřesový detektor SH1, SH2, SH3, až SHn , z nichž každý je citlivý na otřesy především pojížděného kolejového vozidla TV či vlaku T . Rovněž obsahuje alespoň jeden příslušný magnetický detektor MG1, MG2, MG3, až MGn z nichž každý je citlivý na přítomnost feromagnetického materiálu v definované vzdálenosti, především nákolku pojížděného kolejového vozidla TV. Zahrnuje také alespoň jeden příslušný komunikační modul C1, C2, C3 ,až Cn. Všechna kumulovaná čidla topologicky determinují příslušné kolejové úseky, tedy první kolejový úsek RS1, druhý kolejový úsek RS2, až n-tý kolejový úsek RSn. Tyto kolejové úseky jsou voleny variabilně podle požadavků pro řízení dopravy v délkách Dl, D2, až Dn tratě L. Každý otřesový detektor SH1, SH2, SH3, až SHn obsahuje alespoň jeden příslušný výstup OSH1, OSH2, OSH3až OSHn. Každý magneticky detektor MG1, MG2, MG3, až MGn obsahuje alespoň jeden příslušný výstup OMG1, OMG2, OMG3.až OMGn. Kumulovaná čidla SC1, SC2, SC3, až SCn zahrnují příslušné komunikační moduly C1, C2, C3, až Cn. Z nich každý má alespoň jeden příslušný výstup OSC1, OSC2, OSC3, až OSCn.

Každé kumulované čidlo obsahuje jeden příslušný akumulátor A1, A2, A3, až An. Kolejové vozidlo TV či vlak T na uvedeném příkladu provedení se pohybuje ve směru jízdy TD po prvním kolejnicovém pásu R1 a současně po druhém kolejnicovém pásu R2 tratě L Zabezpečovací systém IS rozvinutý ve stuhové síti podél železniční tratě L zahrnuje pevné pozemní objekty, v nichž jsou detašovaná příslušná zabezpečovací zařízení, tedy první zabezpečovací zařízení IE1, druhé zabezpečovací zařízení IE2, až

O

···♦	*	··	• ·	•
•		• ·	• ·	··	• ·
«	•	•	♦	··	•
• ♦	•	•	•	·	•
··	···	··	··		··

m-té zabezpečovací zařízení lEm. Tato zabezpečovací zařízení korespondují s pomocí zašifrovaných radiových vln s prvním sběrným bodem CO1 s druhým sběrným bodem CO2, až s x-tým sběrným bodem CQx, z nichž každý je napájen z příslušného akumulátoru AR1, AR2, až ARx. Každý sběrný bod prostřednictvím příslušného sběrného komunikačního modulu AC1, AC2 , až ACx komunikuje prostřednictvím zašifrovaných radiových vln s přilehlými kumulovanými čidly SC1, SC2, SC3, až SCn podle dostupnosti radiového spojení. Realizace kumulovaných čidel je proveditelná především díky technickému pokroku, protože již existuje na trhu například miniaturní elektronický prvek typu RFID (rádio frequency identification detector), který vzhledem k použité technice VLI má vedle komunikačních subsystémů pracujících v oblasti 868 MHz v České republice, respektive 915 MHz v USA, instalovaný také otřesový detektor, který vyhovuje systému dle vynálezu. Byl ověřen prototyp zákaznického prvku RFID, který navíc obsahuje magnetický detektor MG1, MG2, MG3, až MGn , který detekuje přítomnost feromagnetického materiálu na vzdálenost řádově desítek centimetrů, takže rovněž toto řešení vyhovuje systému dle vynálezu. Výhodou tohoto řešení jsou malé rozměry komponent dle vynálezu a malá spotřeba elektrické energie a poměrně velký komunikační dosah. Výhodou je, že se jedná o pozemní komunikaci, která s využitím komunikace se zabezpečovacími zařízeními E1, IE2, až lEm přes sběrné body CO1, CO2, až CQx je schopen komunikovat alternativně buď s využitím satelitní komunikace nebo s využitím pozemní komunikace se zabezpečením, které využívá kódové nadbytečnosti či šifrování. Alternativně je možné realizovat na této úrovni komunikaci obvyklou u meshové sítě. Rovněž je výhodné využívat napájení kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn z akumulátorů A1, A2, A3, až An bez nutnosti instalace sofistikovaného a proto velice nákladného napájecího systému včetně velice nákladné kabelizace. Rovněž pro napájení sběrných bodů CO1, CO2, až CQx je výhodné použít akumulátorů AR1, AR2, až ARx bez nutnosti používat nákladné napájení z napájecího systému prostřednictvím nákladné kabelizace. Eventuální dobíjení těchto akumulátorů lze realizovat s využitím miniaturních dobíječů, které generují elektrickou energii na základě existence rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto dobíjecího článku. Za účelem úspory spotřeby elektrické energie potřebné pro napájení komponent systému dle vynálezu lze s výhodou využít spícího režimu vybraných částí tohoto zařízení s tím, že bude toto zařízení aktivováno některým z možných podnětů, který je generován například příjmem informace o blížícím se kolejovém vozidle TV či vlaku T .Tím se dosahuje vysokého stupně bezúdržbovosti systému podle vynálezu.

Na obr. 2 je znázorněn příklad časového rozložení periodické komunikace v prvních cyklech CC1 mezi výstupy OSH1, OSH2, OSH3 až OSHn otřesových detektorů SH1, SH2, SH3, až SHn kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn s dosažitelnými sběrnými body CO1, CO2, až CQx . Rovněž v prvních cyklech CC1 se realizuje komunikace mezi výstupy 0MG1, OMG2, OMG3,až OMGn magnetických detektorů MG1, MG2, MG3, až MGn kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn s dosažitelnými sběrnými body CO1, CO2, až CQx . Pro vyhodnocení platné informace přenášené v prvním cyklu CC1 je možno zvolit takový algoritmus, u něhož musí být ve stanoveném časovém úseku přijato stanovený počet cyklů se stejným obsahem zprávy.

Na obr. 3 je znázorněn příklad časového rozložení periodické komunikace v druhých cyklech CC2 mezi výstupy OSC1, OSC2, OSC3, až OSCn komunikačních modulů C1, C2, C3, až Cn kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn s dosažitelným vlakovým komunikačním modulem CTV kolejového vozidla TV či vlaku T_. Pro

• · · • ·	• · • ♦	·· · ·
• ·	• · •	• ·
• · ·	• i	• ·	•
·· ·»·	♦ ♦		··«	··

vyhodnocení platné informace přenášené v druhém cyklu CC2 je možno zvolit takový algoritmus, u něhož musí být ve stanoveném časovém úseku přijato stanovený počet cyklů se stejným obsahem zprávy.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je podstatné zlevnění investičních a provozních nákladů, které je nutné vynaložit na výstavbu systému dle vynálezu ve srovnání s náklady, které je nutno vynaložit pro výstavbu dosud známých a používaných systémů pro indikaci přítomnosti či nepřítomnosti kolejového vozidla/vlaku v kolejových úsecích. Toto zlevnění nákladů na investice a provoz bude dle odborného odhadu činit až 90%, bude tedy přibližně na úrovni rovnající se jedné desetině nákladů oproti stávajícím, dosud známým a používaným systémům, jako jsou dvoupásové kolejové obvody nebo počítače náprav. Je tomu tak především proto, že při využití tohoto vynálezu se výrazně šetří náklady na poměrně sofistikované napájecí zařízení, především na kabelizaci. Ekonomická efektivnost řešení podle vynálezu je tak výrazně příznivá dále především proto, že komponenty systému pro provádění způsobu dle vynálezu jsou velice levné a proto, že jsou napájeny z velice levných akumulátorů A1, A2, A3, až An a AR1, AR2, až ARx s dlouhou dobou života. Jsou tedy prakticky bezúdržbové po dobu řádově deseti let. Tato doba snížené údržby se zvyšuje, pokud budou alternativně tyto akumulátory dobíjeny z externích lokálních zdrojů, jako například z miniaturních dobíječích článků, které generují elektrickou energii na základě existence rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto dobíječi ho článku. Rovněž tak, že bude v maximální možné míře aplikován spící režim vybraných komponent systému dle vynálezu aniž by došlo ke snížení míry jeho technické a funkční bezpečnosti.

Rozhodující výhodou řešení dle vynálezu oproti dosud známému řešení, které využívá počítače náprav je skutečnost, že se využívá k indikaci vjetí/vyjetí osy kolejového vozidla TV, či vlaku T do/z příslušného kolejového úseku RS1, RS2, až RSn logicky jednotkových výstupů dvou detektorů, tedy otřesového detektoru SH1, SH2, SH3, až SHn a magnetického detektoru MG1, MG2, MG3, až MGn, které jsou vyrobeny technologií VLSI s uplatněním redundance, například 2oo3. Tím se podstatně zvýší míra bezpečnosti. Rovněž míra diverzifikace detekční informace. Podstatný rozdíl ale spočívá v tom, že řešením dle vynálezu dochází ke kontinuálnímu rádiovému spojení kolejového vozidla s příslušným kumulovaným čidlem, čímž řešení dle vynálezu získává výhody liniové detekce, jakou mají například dvoupákové kolejové obvody.

Další podstatnou výhodou tohoto vynálezu je nezávislost kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn a dalších komponent systému na vlivu ohrožujících proudů emitovaných do kolejových úseků RS1, RS2, až RSn z trakčních hnacích vozidel. Dále nezávislost na trakčních proudech, na nesymetrii trakčních proudů a na negativních účincích častého ukolejňování vodivých konstrukcí nalézajících se podél železniční tratě L, přes nespolehlivě fungující průrazky upevněných ne těchto kovových konstrukcích. Lze konstatovat, že vynález splňuje vysoké nároky interoperability, což je v současné době, kdy se zavádí do provozu hnací kolejová vozidla s vysoce výkonnými asynchronními motory, velice aktuální a žádoucí.

Nezanedbatelnou výhodou je flexibilní, rychlá a levná montáž systému pro provádění způsobu dle vynálezu a rychlá náhrada, zastaralých kolejových obvodů, které například používají kmitočty 25Hz, případně 50 Hz, za systém pro provádění způsobu dle vynálezu. Tím se šetří nejen investiční, ale i provozní náklady, doby výluky v dopravě a podobně.

······ · · · · · · ·· ··· ·· ·· ··· ···

Důvodem pro nutnost náhrady těchto zastaralých kolejových obvodů je skutečnost, že relevantní normy ČSN 342613 ed.2, ČSN 342614 ed. 2 novou instalaci těchto zastaralých kolejových obvodů již neumožňují. Tyto kolejové obvody bude nutné urychleně nahradit novými bezpečnějšími prostředky, například systémem pro provádění způsobu dle tohoto vynálezu. Konkrétně v Rusku je tak nutné v dohledné době nahradit řádově až jeden milion kolejových obvodů s kmitočtem 25 Hz.

Podstatnou výhodou vynálezu je skutečnost, že každé kumulované čidlo SC1, SC2, SC3, až SCn periodicky komunikuje nejen se sběrnými body CO1, CO2, CO3, až COx, ale také s kolejovým vozidlem TV, či vlakem T, takže je kompatibilní součástí otevřeného systému bezpečné indikace integrity vlaku dle PV. 2010- 94. Z této skutečnosti plyne značná výhoda spočívající v tom, že i při stojícím kolejovém vozidle TV v některém kolejovém úseku RS1, RS2, až RSn dochází díky zmíněné periodické komunikaci uskutečňované ve druhém komunikačním cyklu CC2 s využitím zašifrovaných rádiových vln k přenosu informace o obsazenosti toho kterého kolejového úseku RS1, RS2, až RSn , díky přenášenému číslu vlaku T, délce a celistvosti vlaku T, délce příslušného kolejového úseku RS1, RS2, až RSn a diverzifikované díky přenášenému časovému příznaku, ze kterého lze vypočítat vzdálenost mezi příslušným kumulovaným čidlem SC1, SC2, SC3, až SCn umístěným v tom kterém kolejovém úsekem RS1, RS2, až RSn a příslušným kolejovým vozidlem TV. Tato skutečnost zásadně odstraňuje značnou nevýhody dosud známého systému počítače náprav, jehož reset po výpadku napájení vyžaduje osobní kontrolu dotčených kolejových úseků RS1, RS2, až RSn provozním zaměstnancem. Tuto činnost u systému dle vynálezu není třeba díky komunikaci ve druhém cyklu CC2 provádět. Navíc k řešetu neplánovaně prakticky nedojde, díky napájení kumulovaných indikačních čidel SC1, SC2, SC3, až SCn z akumulátorů A1, A2, A3, až An s dlouhou dobou života, kdy po garantovanou dobu života akumulátorů A1, A2, A3, až An dochází k napájení kumulovaných indikačních čidel SC1, SC2, SC3, až SCn bez přerušení. Zmíněná kompatibilita systému dle vynálezu s řešením dle PV 201094 umožňuje multiplikačné využívat komunikace mezi vlakovým komunikačním modulem CTV a komunikačními moduly kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn k přenosu návěstních pojmů z tratě L na kolejové vozidlo TV, k přenosu diagnostických informací, čísla vlaku T, informací o horkoběžnosti vlaku T, integritě vlaku T, délce vlaku T_spotřebě elektrické energie vlaku T . Tento přenos se uskutečňuje z kolejového vozidla TV na zabezpečovací systém IS a naopak.

V odlehlých oblastech, na kterých ta která železniční správa provozuje zabezpečenou vlakovou dopravu, například v Rusku, v Číně, USA, Kanadě apod. bude výhodné používat vynález pro jeho nezávislost na mnohdy chybějícím magistrálním napájení prováděném pomocí kabelizace, ale také pro možnost zajišťovat vzájemnou komunikaci mezi sběrnými body CO1, CO2, až COx a zabezpečovacími zařízeními IE1, IE2 až lEm zabezpečovacího systému IS s využitím satelitní komunikace, například GLONASS, který má ze všech známých systémů největší územní pokrytí a má nejmodemější zabezpečení. To umožní výhodně realizovat novou výstavbu tratí v těchto odlehlých oblastech a návazně provozovat tyto tratě výrazně s nižšími náklady než tomu bylo při využívání dosud známých technických systémů či prostředků. To bude mít výrazné návazné přínosy pro rozvoj ekonomiky dotčených regionů. Z toho plyne, že tento vynález představuje zvýšení pokroku v železniční zabezpečovací technice o jednu generaci dopředu.

Nezanedbatelnou výhodou řešení dle vynálezu je skutečnost, že způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla TV či vlaku T v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn ie zcela nezávislý na znečištění styku kol vlaků T_s kolejnicemi R1, R2, což v současnosti je značný problém při provozování dvoupásových kolejových obvodů v místech s nadměrným pískováním kolejnic brzdovým pískem, ale i při znečištění temen kolejnic roztroušeným nevodivým substrátem, který měl být přepraven předchozím vlakem T. Nejen v České republice, ale i v Německu byly v posledních letech prokazatelně registrovány z tohoto důvodu nehody i se ztrátou lidského života. Ze stejných důvodů je řešení podle vynálezu rovněž imunní proti korozi temen kolejnic R1, R2 a korozi dočasně nepojížděných kol kolejových vozidel TV jako je tomu u dvoupákových kolejových obvodů provozovaných na železničních tratích L_.

Velkou výhodou řešení dle vynálezu je, že integrálně zachovává výhody dosavadních prostředků zjišťujících volnost/obsazenost kolejových úseků RS1, RS2, až RSn , jako jsou dvoupásové kolejové obvody a počítače náprav a naproti tomu výrazně odstraňuje nevýhody těchto prostředků za cenu podstatně levnějšího řešení. Dosahuje se toho především periodickým přenosem čísla vlaku, informace o celistvosti a délce vlaku, délce právě projížděného kolejového úseku, čase trvání této komunikace do kumulovaných čidel SC1, SC2, SC3, až SCn osazených v kolejových úsecích RS1, RS2, až RSn a zpětným přenosem informací z kumulovaných čidel_ SC1, SC2, SC3, až SCn na vlak T . Tím se odstraňuje nevýhoda počítačů náprav, která vzniká při výpadku napájení a při následném řešetu, ale i výše uvedené nevýhody paralelních kolejových obvodů.

Průmyslová využitelnost

Vynález lze využít především při výstavbě a zabezpečení nových železničních tratí L_a také při rekonstrukci stávajících železničních tratí L vybavenými již technicky překonanými prostředky, které vyhodnocují přítomnost kolejových vozidel TV v kolejových úsecích RS1 , RS2, RS3, až RSn. Takovými zastaralými prostředky jsou především kolejové obvody s kmitočtem 25 Hz a 50 Hz. Rovněž takovými prostředky jsou málo spolehlivé počítače náprav jejichž čidla vyhodnocují kola kolejových vozidel na základě rozladění laděného obvodu, jehož podstatnou částí je cívka. Pro svou značnou výhodu, kterou je napájení výstroje dle vynálezu z interních akumulátorů A1, A2, A3, až An s dlouhou dobou života a s minimálními nároky na údržbu, najde způsob bezpečné indikace kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích a systém pro provádění tohoto způsobu uplatnění u všech existujících železničních správ, především správ, jejichž tratě se nalézají v odlehlých zeměpisných oblastech s mnohakilometrovými traťovými mezistaničními úseky, kde dosud známé napájení relevantní výstroje pomocí kabelových či vzdušných silových rozvodů je technicky náročné a ekonomicky nákladné. Takovými oblastmi jsou železniční tratě především v Rusku, Číně, USA a Kanadě. Tam navíc lze s výhodou použít satelitní komunikaci, například nově zavedený systém GLONAS nebo GALILEO - SR. Rovněž lze tuto satelitní komunikaci s výhodou aplikovat mezi sběrnými body CO1, CO2, CO3, až COn navzájem a rovněž mezi jimi a zabezpečovacími zařízeními IE1, IE2, až lEm zabezpečovacího systému IS . Tuto komunikaci lze

-4Valternativně realizovat pomocí zašifrovaných pozemních rádiových vln v rámci meshové sítě.

Claims (9)

1. Způsob bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě, vyznačující se tím, že se zjišťuje a-násobný příslušný současný logicky jednotkový výstup (OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn) příslušných otřesových detektorů (SH1, SH2,SH3, až SHn) umístěných v kolejových úsecích (RS1, RS2, až RSn) železniční tratě (L) a zároveň se zjišťuje současný a-násobný logicky jednotkový výstup (OMG1, OMG2, OMG3, až OMGn) příslušných magnetických detektorů (MG1, MG2, MG3, až MGn), umístěných v kolejových úsecích (RS1, RS2, až RSn), kdy a-násobek je číslo, které přesně odpovídá počtu náprav kolejového vozidla (TV) či vlaku (T), přičemž kolejové vozidlo (TV) či vlak (T) jsou přítomné v příslušných kolejových úsecích (RS1, RS2, až RSn), když nejprve se v prvém kroku zjistí v souladu s jízdou kolejového vozidla (TV) či vlaku (T) ve směru jízdy (TD) v kolejových úsecích (RS1, RS2, až RSn) a-násobný logicky jednotkový výstup (OSH1) prvního otřesového detektoru (SH1) prvního kumulovaného čidla (CS1), současně s anásobným logicky jednotkovým prvním výstupem (0MG1) prvního magnetického detektoru (MG1), přičemž v dalším kroku se následně zjistí ve směru jízdy (TD) kolejového vozidla (TV) či vlaku (T) v určitém okamžiku současně a-násobný logicky jednotkový druhý výstup (OSH2) druhého otřesového detektoru (SH2) druhého kumulovaného čidla (CS2), současně s a-násobným logicky jednotkovým druhým výstupem (OMG2) druhého magnetického detektoru (MG2), až v posledním kroku se následně zjistí ve směru jízdy (TD) kolejového vozidla (TV) či vlaku (T) současně a-násobný n-tý logicky jednotkový výstup (OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn) n-tého otřesového detektoru (SHn) n-tého kumulovaného čidla (CSn), současně s a-násobným logicky jednotkovým n-tým výstupem (OMGn) n-tého magnetického detektoru (MGn).

2. Způsob podle nároku l.vyznačující se, tím že

- výstupní informace vyskytující se na příslušném výstupu (OSH1, OSH2, OSH3, až OSHn) příslušných otřesových detektorů (SH1, SH2, až SHn), jakož i výstupní informace vyskytující se na výstupech (OMG1, 0MG2, OMG3, až OMGn) příslušných magnetických detektorů (MG1, MG2, až MGn) se v pravidelných prvních cyklech (CC1) vysílají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln minimálně do nejbližšího sběrného bodu (CO1), který spolu s dalšími sběrnými body (CO2, až COx) tvoří meshovou komunikační síť s využitím zašifrovaných radiových vln

- meshová komunikační síť na úrovni sběrných bodů (CO1, CO2 až COx) je pomocí zašifrovaných rádiových vln spojena jednak navzájem, jednak s ústřednami nejbližších zabezpečovacích zařízení (IE1, IE2, až lEm), například s prvním zabezpečovacím zařízením (IE1), lokalizovaným podél železniční trati (L), a tak se zajistí bezdrátový zašifrovaný přenos informací o počtu vjetých náprav kolejového vozidla (TV) či vlaku (T) do příslušného kolejového úseku (RS1, RS2, RS3, až RSn) a o počtu vyjetých náprav kolejového vozidla (TV) či vlaku (T) z příslušného kolejového úseku (RS1, RS2, RS3, až RSn), přičemž se tato informace vyhodnocuje v prvním detašovaném vyhodnocovacím obvodu (AC1), který je lokalizovaný v prvním sběrném bodě (CO1), v druhém detašovaném vyhodnocovacím obvodu (AC2), který je lokalizovaný ve druhém sběrném bodě SfeUCO2) až v x-tém detašovaném vyhodnocovací m obvodu (ACx), který je

• • * • ·· * · • * • ♦ • · • « • e • • · ♦ 3 • • i • · • e · im t a ·· · 4 4

lokalizovaný v x-tém vyhodnocovacím bodě (COx), jako informace o volnosti či obsazenosti příslušného kolejového úseku (RS1, RS2, až RSn) kolejovým vozidlem (TV) či vlakem (T) a zasílá ji pro další zpracování a využití, zejména pro 800 zabezpečení vlakové dopravy způsobem vytváření závislostí v příslušném prvním zabezpečovacím zařízení (IE1), v druhém zabezpečovacím zařízení (IE2), až v m-tém zabezpečovacím zařízení (lEm).

3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že výstupy (OCS1, OCS2, OCS3,

805 až OCSn) kumulovaných čidel (CS1, CS2, až CSn) oboustranně komunikují prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln s prvním výstupem (OCTV) kolejového vozidla (TV) či vlaku(T), přičemž tato komunikace se uskutečňuje s výstupem (OCS1) prvního kumulovaného čidla (CS1), s výstupem (OCS2) druhého kumulovaného čidla (CS2), až s výstupem (OCSn) n-tého kumulovaného 810 čidla (CSn), v pravidelných druhých komunikačních cyklech (CC2), přičemž se jak v kolejovém vozidle (TV) či vlaku (T), tak ve všech dosažitelných kumulovaných čidlech (CS1, CS2, až CSn) vyhodnocují časové příznaky této oboustranné komunikace, čímž se vyhodnocuje okamžitá vzdálenost a číslo blížícího se kolejového vozidla (TV) či vlaku (T) k tomu kterému kumulovanému čidlu (CS1, 815 CS2, až CSn) lokalizovanému na alespoň jednom kolejnicovém pásu (R1, R2) železniční tratě (L).

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že první otřesový detektor (SH1), druhý otřesový detektor (SH2), až n-tý otřesový detektor (SHn) po detekci otřesů

820 vzniklých ve svém okolí, tedy i otřesů jedoucího vlaku (TV), tyto informace předávají prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln vysílaných z příslušných výstupů (OSH1, OSH2, až OSHn) v pravidelných prvních cyklech (CC1) do nejbližšího sběrného bodu (CO1, CO2, až COx) v součinnosti s informacemi přijatými z výstupů (OMG1, OMG2, až OMGn) magnetických čidel 825 (MG1, MG2, až MGn), čímž se určí směr (TD) jízdy kolejového vozidla (TV) či vlaku (T), tedy určí se, zda se jedná o směr (TD) sudý, či lichý, kterým sledované kolejové vozidlo (TV), či vlak (T) jede nebo jel naposledy než se zastavil.

5. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že všechna

830 kumulovaná čidla (CS1, CS2, až CSn) se napájí z příslušného akumulátoru (A1,

A2, až An), kdežto všechny sběrné body (CO1, CO2, CO3, až COx) se napájí z příslušných akumulátorů (AR1, AR2, až ARx).

6. Systém pro provádění způsobu bezpečné indikace přítomnosti kolejového vozidla

835 či vlaku v kolejových úsecích železniční tratě podle nároků 1 až 5^zahrnující lokalizované pozemní objekty, v nichž jsou detašovaná zabezpečovací zařízení (IE1, IE2, až lEm) jednoho společného zabezpečovacího systému (IS) přičemž - kolejnicový pás (R1) či na druhý kolejnicový pás (R2) je ve variabilních vzdálenostech (D1, D2, až Dn) osazen kumulovanými čidly (CS1, CS2, CS3, až 840 CSn) čímž je determinován první kolejový úsek (RS1), druhý kolejový úsek (RS2), až n-tý kolejový úsek (RSn) každé kumulované čidlo (CS1, CS2,CS3, až CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný otřesový detektor (SH1, SH2, SH3, až SHn), který je citlivý na otřesy okolí, tedy především na otřesy, které způsobuje přes něj jedoucí kolejové

845

9 9 • • ·· • • · « · 9 9 9 9 99 9 99 9 • 9 9 9 9 9 9 • · 9 99 9*9 99 • « 999 ti

- kazde kumulované čidlo (CS1, CS2,CS3, az CSn) obsahuje alespoň jeden příslušný magnetický detektor (MG1, MG2, MG3, až MGn), který je citlivý na blízkou přítomnost feromagnetického předmětu, například na nákolek kolejového vozidla (TV)

- podél železniční tratě (L) jsou lokalizovány sběrné body (CO1, CO2, až COx), které obsahují příslušný alespoň jeden vyhodnocovací obvod (AC1, AC2, až ACx), vyznačující se tím, že

- každé kumulované čidlo (CS1, CS2.CS3, až CSn) obsahuje prvek pro své elektrické napájení elektrickou energií, případně prvek pro generování této elektrické energie

- na stojinách prvního kolejnicového pásu (R1), případně druhého kolejnicového pásu (R2) dané železniční koleje umístěné na trati (L) jsou umístěna kumulovaná čidla (CS1, CS2.CS3, až CSn), která jsou schopna komunikovat v síťovém či přímém komunikačním režimu prostřednictvím zašifrovaných elektromagnetických vln jak se sběrnými body (CO1, CO2, až COx), tak přímo s jedoucím či stojícím kolejovým vozidlem (TV) či vlakem (T)

- kde na kolejovém vozidle (TV) či vlaku (T) je lokalizované komunikační čidlo (CTV) s výstupem (OCTV).

7. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že všechna kumulovaná čidla (CS1, CS2,CS3, až CSn) jsou pevně umístěna na té boční straně stojin kolejnicových pásu (R1, R2), nad kterou pojíždějí nákolky kolejových vozidel.

8. Systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že všechna kumulovaná čidla (CS1, CS2,CS3, až CSn) jsou pevně umístěna na stojinách kolejnicových pásů (R1), R2) ve shodném horizontálním rozmezí.

9. Systém podle nároku 6 , vyznačující se tím, že

- prvkem pro napájení elektrickou energií každého kumulovaného čidla (CS1, CS2,CS3, až CSn) je akumulátor (A1, A2, až An)

- prvkem pro napájení elektrickou energií sběrných bodů (CO1, CO2, až COx) je akumulátor ( AR1, AR2, až ARx)

- prvkem pro dobíjení akumulátorů (A1, A2, až An) jakož i akumulátorů (AR1, AR2, až ARx) jsou články, které generují elektrickou energii na základě dvou rozdílných teplot, kterým je vystavena každá separátní část tohoto článku.