RS20190601A1 - Postupak i univerzalni uređaj za bezbedno upravljanje železničkim vozilima/vozovima nastao korišćenjem optoelektronskog uređaja dan/noć za prepoznavanje objekata sa daljinomerom i uređaja za geografsko pozicioniranje objekata na zemlji - Google Patents

Abstract

Postupak i univerzalni uređaj za bezbedno upravljanje železničkim vozilima / vozovima, nastao korišćenjem optoelektronskog uređaja sa daljinomerom i uređaja za geografsko pozicioniranje objekata na zemlji, spada u oblast zaštite i upravljanja železničkog vozila/voza. Uređaj se može realizovati na bazi komercijalne opreme i primenjenih komercijalnih tehnologija. Sastoji se od komercijalnog kontrolera, npr. PC 104 ili panel PC, sa standarnim komunikacionim interfejsima, audio interfejsom sa zvučnikom ili audiosistemom, memorijskim interfejsom sa memorijom, te standardnim interfejsom za digitalno/analognu ulazno izlaznu vezu sa opremom u vozilu. Komunikacija čovek mašina se realizuje putem tač skrin ekrana. Esencijalna funkcionalnost se ostvaruje upotrebom optoelektronskog uređaja za prepoznavanje objekata i/ili uređaja za pozicioniranje, koji su na glavni kontroler povezani standardnim komunikacionim interfejsom.

Description

ПОСТУПАК И УНИВЕРЗАЛНИ УРЕЂАЈ ЗА БЕЗБЕДНО УПРАВЉАЊЕ ЖЕЛЕЗНИЧКИМ ВОЗИЛИМА / ВОЗОВИМА НАСТАО КОРИШЋЕЊЕМ ОПТОЕЛЕКТРОНСКОГ УРЕЂАЈА ДАН /НОЋ ЗА ПРЕПОЗНАВАЊЕ ОБЈЕКАТА СА ДАЉИНОМЕРОМ И УРЕЂАЈА ЗА ГЕОГРАФСКО ПОЗИЦИОНИРАЊЕ ОБЈЕКАТА НА ЗЕМЉИ

ОБЛАСТ ТЕХНИКЕ

Према Међународној класификацији патената (МКП) ознака је: В 61 ЖЕЛЕЗНИЦЕ

ТЕХНИЧКИ ПРОБЛЕМ

Како реализовати универзални уређај (УУ) који ће омогућити машиновођи да безбедно и у складу са сигнализацијом управља возилима / возовима на било којој железничкој прузи за брзине до 160 км/h, у било којим условима вожње.

СТАЊЕ ТЕХНИКЕ

Управљање железничким возилима је одговоран и захтеван посао који мора да се извршава у свим временским условима и треба да се обавља према плану реда вожње -књижици реда вожње и у складу са Сигналним правилником, који садржи одредбе о врстама, значењу, облицима, бојама сигнала, сигналних ознака, најмањој даљини видљивости, месту уградње и начину њихове употребе. Због великих маса и сходно томе дугог зауставног пута, реакција машиновође на сигнализацију уз пругу мора бити одговарајућа и благовремена. Предуслов за безбедну вожњу је благовремено уочавање сигнализације уз пругу, што је често, у условима ноћне вожње по магли и киши, веома тешко и захтева изузетне психофизичке особине ocoбљa које врши овај посао. Поред тога се захтева да је машиновођа ауторизован за вожњу по одређеној прузи, тј. да је на доказан начин упознат са конфигурацијом пруге, тј. да „познаје пругу".

Овисно о техничкој опремљености возила, оно може бити поседнуто са машиновођом (једнопосед) или машиновођом и помоћником машиновође (двопосед). У случају двопоседа, обавеза помоћника машиновође је да уочава и гласно саопштава сигнализацију уз пругу, са чиме се повећава вероватноћа да је сигнализација уочена и исправно растумачена, тј. да је посада локомотиве одговарајуће реаговала на пружну сигнализацију.

Да би се што више смањио утицај тзв. људског фактора на безбедност у управљању воза, користе се и разна, мање или више софистицирана, помоћна техничка средства као што су брзиномери уређај , будник, дискретни и континуални уређаји за заштиту и управљање воза (аутостоп, ETCS и др.). На Железницама Србије се користе брзиномер, будник и аутостоп уређаји „INDUZI". Ови уређаји су обавезан комплет локомотиве на пругама Железница Србије.

Брзиномерни уређаји се састоје од показивача брзине (брзиномера) и уређаја за регистровање брзине (регистратора). Брзиномерни уређаји на возилима служе да се машиновођа и друга овлашћена лица у сваком тренутку при вожњи могу осведочити којом се брзином возило креће, увидом на брзиномеру. По завршеној вожњи, надлежна лица могу да утврде како је машиновођа возио воз увидом у податке из регистратора. Брзиномерни уређаји по својој изведби могу бити механички, механичко хидраулични и електронски. Карактеристика свих уређаја је да се брзина одређује као функција обртања точка односно осовине. Регистровање брзине се врши на траци или у новије време у електронској меморији уређаја.

Будник (уређај животне контроле) је уређај који има задатак да заустави воз ако машиновођа из било ког разлога не показује знаке будности. Према начину послуживања уређаји се могу поделити у две главне групе:

1. Уређаји који захтевају сталну активност (неко деловање) машиновође за време вожње

2. Уређаји који врше сталну контролу редовних активности машиновође, а од њега захтевају само повремени доказ будности.

Уређаји из прве групе су реализовани у две варијанте: као уређаји који траже да је тастер будности стално притиснут и као уређаји који траже да се тастер будности циклички послужује.

Уређаји из друге групе прате рад машиновође, тј. региструју притискање командних педала и тастера при управљању возом. Уколико на некој дионици, у задатом периоду, изостане редовна активност траже потврду машиновође да је будан.

Потврду своје будности машиновођа даје послуживањем (притискањем) тастера будности.

Уређаји за заштиту и управљање воза се заснивају на поступку преноса информација са пруге на возило при чему се пренос може обављати пунктуално (на одређеним тачкама пруге) или континуално на свакој тачки пруге. Пренос информација може бити једносмеран и двосмеран. Општа карактеристика ових система је да се информација о инфраструктури преносе са пруге на возило, а информације могу бити двојаког карактера:

- сталне или споро променљиве информације које се односе на параметре пруге као што су места и промене успона и пада пруге, места и радијус кривина, објекти на прузи, ограничења брзине због параметара пруге и сл.

- промењиве информације које се преузимају са главних сигнала са промењивим сигналним појмовима (светлосни, механички сигнали), који могу имати значење допуштене или забрањене вожње.

Уређаји за пренос информација се реализују као примопредајне јединице на прузи и возилу које међусобно размењују информације релевантне за уредно и безбедно одвијање саобраћаја, и морају, у тренутку преноса, бити у складу са сигнализацијом на прузи. Пружни уређаји за пренос промењивих информација морају бити повезани на уређаје за контролу сигнала и постављени су код свих главних сигнала и предсигнала уз пругу. Задатак уређаја за заштиту/управљање возова/возила је да у складу са пренетим информацијама врше контролу кретања воза, контролу поступака машиновође. Функције уређаја овисе о техничком систему заштите / управљања, који је уграђен на возило. Функције могу остваривати аутоматску контролу брзине, аутоматско заустављање уколико то ситуација захтева, као и пренос и показивање сигнализације у кабину возила, па све до аутоматског вођења возила.

На железницама Србије ЖС су у употреби заштитни уређаји пунктуалног система преноса са пруге на возило на принципу индуктивног преноса, па је због тога назван INDUSI ауто стоп уређај. Пружни уређај (бализа) је путем интерфејса повезан на главни сигнал, ради на принципу резонантно спрегнутих кола и у стању је да пренесе три инфорнмације путем три различите фреквенције. Аутостоп је намењен заштити воза на критичним деловима пруге у зони главних сигнала на прузи и служи за контролу поступака машиновође у односну на актуелну сигнализацију коју дају главни сигнали. Сигнални појам на сигналу одређује која информација се преноси односно које је пружно резонантно коло активно. Локомотивска јединица прима информацију са пруге, која је у складу са сигналним појмом, тако што се при проласку воза активним струјним колом са пруге активира одговарајуће резонантно коло у возилу, након чега уређај на возилу проверава поступке машиновође, проверава да ли је машиновођа прилагодио вожњу воза сигнализацији. У случају да је машиновођа направио превид и пропустио да очекивано поступи, уређај аутоматски заводи кочење воза. Сажето казано, трофреквентни систем INDUSI врши контролу будности, контролу брзине и уводи присилно кочење на главном сигналу који забрањује вожљу, ако машиновођа није поступио по сигналном појму и зауставио воз. На сигналу који показује ограничену брзину и предсигналу који на припадајућем сигналу најављује сигнални знак „СТОЈ“, врши контролу брзине воза након проласка сигнала/предсигнала и у случају да је машиновођа пропустио прилагодити брзину заводи кочење воза.

Уређаји за контролу брзине на местима ограничене брзине, лагане вожње или прелома брзине су у основном комплету аутостоп уређаја. Нажалост, њихова употреба никада није заживела на нашим железницама, које стање је наслеђено и задржано на Железницама Србије.

Сам концепт изведбе INDUSI уређаја као и пракса његове употребе на ЖС садржи ограничења која битно лимитирају његову употребну вредност;

1. Контролне функције уређаја су пунктуелног карактера и активирају се бализом која је постављена непосредно уз главне сигнале. Контрола брзине на осталим деловима пруге, изван зоне сигнала, не постоји (брзина се само региструје регистратором брзиномерног уређаја),

2. Квар или отуђење бализе се не детектује аутостоп уређајем или на други техниички начин. Бализе se због великог садржаја бакра често краду, па функција аутостопа на припадајућем сигналу потпуно изостаје, те аутостоп уређај постаје бескористан,

3. Уколико је воз заустављен непосредно иза сигнала који га штити, аутостоп неће моћи поуздано у свим ситуацијама да заштити воз од налетања наредног воза, јер је пут од бализе до заустављеног воза може бити недовољно дуг.

Аутостоп (АС) уређај има сопствени систем за регистровање информација пренетих са пруге на возило, манипулација са АС уређајем, регистровање брзине на целом путу као и контролу брзине у зауставном путу.

Сви напред поменути помоћни уређаји, брзиномер са регистратором, будник и аутостоп INDUSI, чине обавезан комплет на возилима ЖС и поприлично су скупи како појединачно тако и укупно.

На споредним пругама ЖС аутостоп није у функцији јер пруге нису опремљене пружним делом уређаја.

Одређивање положаја воза на прузи се конвенционално обавља уређајима за контролу слободности колосека. Постоје два основна типа уређаја: уређаји на бази струјног кола, и уређаји на бази бројача осовина. Заједничка карактеристика уређаја је, да воз или његов део (вагон, локомотива) лоцира унутар одсека пруге тј. тачност лоцирања је условљена дужином одсека.

У новије време позиција воза се одређује уређајима за геопозиционирање, најчешће уређајима за сателитску навигацију (GPS / GLONASS / GALILEO...). Тачност позиционирања углавном овиси о уређају; да ли се користи уређај на бази једног система или је то мултисистемски уређај, да ли постоји подршка земаљских система за корекцију и сл. Такођер овиси и о локацији воза која се утврђује, од које зависи колико сателита се „види" са локације. При употреби ових система тачност лоцирања је на нивоу метра па и већа.

Позиција воза се може одредити и одометром, који мери пређени пут воза од тачке са познатом стационажом. Овај метод је примењен код ETCS система, при чему се тачност постиже учесталим очитавањем фиксних бализа, које возу преносе своје прецизне утврђене позиције и служе као тачке за корекцију позиције очитане помоћу одометра као и стартна тачка за нову секвенцу мерења.

Саобраћај узастопних возова на отвореној прузи између станица организује се на начин да се увек обезбеди одговарајући просторни размак између возова, који не сме бити нарушен од стране воза који врши слеђење. Ово се постиже тако што се колосек отворене пруге издели на фиксне просторне одсеке који су заштићени сигналима, при чему је улазак воза у просторни одсек допуштен само ако је претходни (слеђени) воз напустио одсек. Управљање сигналима може бити аутоматизовано тзв. АПБ - аутоматски пружни блок, у ком случају се слободност одсека, а тиме и целост воза проверава реченим уређајима за контролу слободности, струјним колима или уређајима на бази бројача осовина. Управљање сигналима може са буде и ручно, кад сигналом управља човек (одјавничар) - одјавни блок, након што је добио информацију да је воз напустио блок.

ETCS ниво 3 предвиђа да узастопни возови могу саобраћати у тзв. промењивом блок одсеку“ који дефинише центар управљања тзв. Радио блок центар RBC на основу познавања позиције, брзине и целости возова. RBC потребне информације добија од возова путем радио комуникације преко посебне GSM - R мреже. За организацију саобраћаја у промењивом блоку, поред горе наведеног, неопходно је да су возови опремљени посебним системом за проверу целости воза. Очигледно је, да је пројектовани „промењиви блок“ из ETCS нивоа 3 технички веома захтеван систем, па може бити и ради тога, још увек није у оперативној употреби. Када једног дана и уђе у редовну употребу на железници, може се очекивати да многима буде недостижно скуп, јер захтева потпуно нову пружну инфраструктуру.

Опоходња пруге јe своједобно била обавеза запослених у посебној организационој јединици, која је била задужена за редовну проверу стања пруге и пружних постројења, како би се на време могли открити угрожавајући процеси, који би могли угрозити редовитост и сигурност саобраћаја. Вероватно због штедње, опходари данас нису у систематизацији запослених на железници, која се сада ослања на запажања возног особља, машиновође, кондуктера... Очигледно да ово није адекватно решење, нарочито у светлу повећане бриге за сигурност саобраћаја и обавезе да се роба и путници превезу у складу са редом вожње тј. уговора, чије неиспуњење се све чешће санкционише пеналима.

СУШТИНА ПРОНАЛАСКА

Смисао проналаска је у томе да се у једном уређају обједине функције брзиномера, будника, аутостоп уређаја и уређаја за регистровање, као и да се искључи потреба за двопоседањем возила, тако што ће се уређајем реализовати и "електронски помоћник машиновође", при чему је уређај универзално примењив на свим пругама за брзине до 160 km/h на којима се вози „на видљивост", у затеченом стању, тј.није потребан пружни део уређаја. Универзални уређај (УУ) омогућава саобраћај узастопних возова на принципу промењивог блока, потпуно самостално и без додатних услова: пруга не мора бити опремљена АПБ уређајем, није потребан посебан уређај за контролу целости воза, нити је потребна асистенција RBC центра. Уз то УУ поседује јединствену способност да уочи угрожавајуће препреке на прузи настале услед природних непогода, одрона или на други начин, и заустави воз у сигурној зони, пре наиласка на препреку, што није својствено ниједном познатом уређају за контролу воза.

Горе наведене функције постојећих уређаја у новом уређају се остварују на бази коришћења оптоелектронског уређаја дан / ноћ („компјутерски вид“) са даљиномером и уређаја за географско позиционирање објеката на земљи у реалном времену, познавању сигнализације уз пругу (позиција сигнала/сигналних ознака и њиховог значења), прописаној активности машиновође на управљању возом/возилом и интерактивном поступку у комуникацији машиновође са уређајем тзв. "дијалогу човек (машиновођа) уређај". Универзалном уређају у возу нису потребни примопредајни уређаји на прузи и потпуно је интероперабилан са било којом пругом за брзине до 160 км/h у затеченом стању, тј нису потребна прилагођења и доградње на пружним уређајима за сигнализацију.

Европска директива о интероперабилности предвиђа да се сви затечени уређаји за контролу кретања и заштиту воза напуштају, а уграђују се нови ETCS уређаји, што се проводи у две фазе. Уређаји ETCS нивоа 1 су предвиђени за прелазну фазу до потпуне реаализације ETCS виших нивоа 2/3, када би се требао напустити чак и ETCS ниво 1. Предуслов за изградњу ETCS нивоа 2/3 је изградња GSM-R мреже и замена постојећих уређаја за сигнализацију електронским. Ово је очигледно „економска утопија", те није ни чудо што се ова Директива веома споро реализује ни приближно у роковима који су почетно предвиђени. Очигледно је, да се Директива и неће у потпуности никада остварити с обзиром на енормна финанцијска средства која треба да буду ангажована за реализацију једног оваковог сценарија уз енорман отпис средстава која су већ ангажована на увођењу постојећих система и уређаја.

Универзални уређај промовише потпуно други концепт, интероперабилност са било<КОЈОМ>пругом у затеченом стању, ефективно доступан свима са минималним трошковима и кратким периодом увођења у употребу. Концепт УУ се заснива на функционалној доградњи постојећег стања, а уређај је комплементаран са старијим системима контроле као што су на пример INDUZI, EBICAB и сл. Тако нпр. УУ у комбинацији са уређајима типа INDUZI остварују „буквално" исту функционалност ETCS ниво1.

Универзални уређај УУ је „све у једном": „помоћник машиновође", „тастер будности“, „аутостоп уређај", „регистратор догађаја“, „опходар пруге“, и „један за све“: довољна је пруга са осигураним станицама и небитно како, кључевни, механички електромеханички, релејни, електронски сигнални уређај, са светлосним или механичким улазно/излазним главним сигалима, свеједно. Нема потребе за пружним делом управљачког уређаја као што су бализе, петље са припадајућим интерфејсима на сигнални уређај, и нису му потребни АПБ уређаји да би остварио режим узастопне вожње.

Брзина воза са припадајућом географске позицијом и временом се циклички (у заданим временским интервалима), а сви поступци машиновође, од интереса за исправно управљање, се стално бележе у меморији уређаја и могуће их је накнадно анализирати. Због електронског регистровања свих релевантних података и поступака током вожње, олакшана је накнадна анализа тока вожње и поступака машиновође, што је посебно важно при ислеђивању ванредних догађаја.

Универзални уређај (УУ) обрађује податке о позицији и стално информише машиновођу, визуелно као и аудио обраћањем, о тренутној брзини возила. На основу познатих података о карактеристичним тачкама на прузи које су унете у уређај и утврђене позиције возила, уређај у реалном времену информише машиновођу и о свим важним елеметима за безбедну вожњу: дужини слободног пута испред воза, максималној дозвољеној брзини на датој позицији, прекорачењу максимално дозвоњене брзине, доласку возила у зону видљивиости сигнала/сигналне ознаке и значењу сигналног појама на истом и сл.

Предности проналаска су вишеструке и огледају се у нижој цени опремања возила, нижој цени одржавања, нижим трошковима за особље које управља возилом, а само управљање је олакшано те контрола поступака машиновође и безбедност вожње битно побољшана, због сталне контроле брзине на целој прузи уместо само у зони главних сигнала, како то раде аутостоп уређаји INDUSI. Важно је напоменути да уређај не тражи никакво додатно опремање пруге јер функционише на бази постојеће спољње сигнализације која се посредством уређаја визуелно и звучно претвара у кабинску сигнализацију, чије значење потврђује машиновођа на основу редовног поступка, који тражи уочавање пружне сигнализације од стране машиновође.

Посебна предност овог уређаја је та што може бити примењен на свакој инфраструктури без изузетка. Као такав он може бити уграђен у свако возило и као резервни систем уз било који систем вођења ETCS, ZUB, LZB... и може се активирати у било којој ситуацији када основни систем откаже или када возило саобраћа по инфраструктури која није опремњена за његов систем заштите и управљања. Такођер се може инсталирати као додатни систем уз постојеће системе заштите/контроле са ограниченом зоном деловања нпр. уз INDUSI, EBICAB, а њихово међусобно повезивање би омогућило контролу брзине возила на целој прузи и јединствно руковање.

Штавише, у модерно опремљеним локомотивама (опремљене контролером) са нпр, ETCS уређајима, софтвер уређаја се може унети као резервни у хардвер ETCS - а који је потребно доградити оптоелектронским уређајем и може се активирати у процесу реконфигурације простим избором новог начина рада, софтверским избором ETCS / УУ (хардвер ETCS има све делове потребне за мултифункционални уређај).

ОПИС СЛИКА НАЦРТА

Проналазак се детаљније описује према приложеном нацрту:

Слика 1 даје шематски приказ уређаја са основним саставним деловима.

ДЕТАЉАН ОПИС ПРОНАЛАСКА

Могућа конфигурација универзалног уређаја за безбедно управљање железниким возилима/возовима на бази оптоелектронског уређаја („компјутерски вид") са даљиномером и уређаја за географско позиционирање објеката на земљи у реалном времену је дата на слици 1 и састоји се од:

1. Централна јединица, главни контролер универзалног уређаја ( нпр. РС 104, СОМРАСТ PSI, панел РС...) са сталном меморијом и потребним интерфејсима (стандардни аудио излаз , комуникациони интерфејси и интерфејс ка сталној меморији). Интерфејс контролера према опреми на возилу:

2. улазни интерфејс - дигитални / аналогни улази преко којих контролер преузима индикације и врши мерења на уређајима на возилу.

3. излазни интерфејс - дигитални / аналогни излази преко којих контролер шаље команде ка уређајима на возилу.

4. Тастер будности

5. Тастер за "вожњу по налогу"

6. Тастер разрешења

7. Јединица сталне меморије - тврди диск, флеш меморија ...

8. Оптоелектронски уређај дан/ноћ са даљиномером

9. Оптоелектронски уређај дан/ноћ са даљиномером (опционо)

10. Звучник или аудио систем за пренос упозорења машиновођи о карактеристичним местима на прузи и пренос упутстава машиновођи.

11. Уређај за комуникацију човек (машиновођа) машина - екран осетљив на додир (тач скрин екран) за издавање налога универзалном уређају и визуелно приказивање информација машиновођи.

12. Уређај за радио комуникацију ( GSM, GSM- R и сл.)

13. Уређај за геопозиционирање објеката на земљи (вишесистемски уређај GPS / GLONASS / GALILEO система за сателитску навигацију, геомагнетни уређај позиционирања).

14. Одометар

Ово је базична конфигурација уређаја који може опционо да се опреми додатном опремом нпр. штампачем догађаја и слично.

Начин функционисања универзалног уређаја

Пре почетка вожње машиновођа се идентификује шифром која омогућава приступ систему са дефинисаним правима приступа. Након успешне идентификације машиновођа уноси и карактеристичне податке о возу: број, релација, максимална брзина, маса, дужина, проценат кочења воза...

Универзални уређај функционише на следећи начин: Након што машиновођа унесе релацију, односно број воза и покрене програм, централна јединица контролер 1, из базе података о инфраструктури преузима све податке о објектима, сигналима и сигналним ознакама на релацији воза. Подаци садрже географске позиције (стационаже) релевантних објеката (мостови, тунели, станице, стајалишта, путни прелази...) као и позиције и податке о фиксним сигналима, и сигналним ознакама на траси. База инфраструктуре садржи и податке о максималним брзинаама на деоницама пруге односно међустаничним размацима са тачкама прелома брзине, места лагане вожње, места ограничене брзине, максималне брзине у правац и скретање по станицама. Контролер садржи и предефинисане ликовне симболе који представњају објекте као и симболе за пружну сигнализацију са фиксним и промењивим значењем истоветне симболима из Сигналног правилника. Контролер садржи податке о зони видљивости објеката и сигнализације те значење сигналних појмова на сигналима и сигналним ознакама, као и податке о местима употребе звучног сигнала.

База података о инфраструктури може бити смештена у сталној меморији 7 контролера 1 или у централној бази инфраструктуре, у ком случају контролер преузима податке помоћу уређаја за радио комуникацију 12.

База података о инфраструктури треба да је ажурна. Ажурирање базе инфраструктуре која је смештена на диску 7 врши машиновођа ручно или преузимањем садржаја са меморијског медија (флеш меморија и сл.), а по добијању налога од стране овлашћеног оперативног особља саобраћаја. Ако је база инфраструктуре централизована ажурирање података је независан процес, одвојен од послова машиновође, и мора се вршити у реалном времену - уношење промене одмах након што се иста догодила.

Када је машиновођа завршио унос и након што је програм активиран, започиње и процес навигације машиновође. Навигација се заснива на познавању позиције воза на прузи, а позицију воза УУ може да одреди на два начина:

1. Уређај за позиционирање 13 (обрадом сателитских сигнала или геомагнетним методом) утврђује позицију воза и податке предаје контролеру 1 УУ.

2. Оптоелектронски уређај са дањиномером 8 препознаје стационарни објекат са познатом локацијом (подаци уписани у базу инфраструктуре), мери удањеност воза од познатог објекта, и податке предаје контролеру, на основу којих контролер одређује позицију воза.

Универзални уређај, у дијалогу са машиновођом, реализује све неопходне функције за управњаље возом на целој траси воза :

Навигација машиновође - "електронски помоћник машиновође"

Да би машиновођа могао покренути воз са колосека припадајући главни колосечни сигнал мора показивати појам дозвољене вожње. Машиновођа бира односни сигнал и „саопштава“ уређају да жели покренути воз, што чини додиривањем тастера старт вожње. Контролер 1 уређаја покреће дијалог, којим машиновођа потврђује уређају да је уочио сигнал, те распознао и протумачио промењиви сигнални појам, који затим уноси у уређај у једноставној процедури:

1. корак НАЈАВА Контролер 1 аудио најавом преко аудио уређаја 10 упозорава машиновођу да је воз у зони видљивости односног сигнала; истовремено се на тач скрин екрану 11 показује скуп свих графичких приказа сигналних појмова које односни сигнал може да показује.

2. корак ИЗБОР СИГНАЛНОГ ПОЈМА: Машиновођа уочава сигнал, утвђује актуелни сигнални појам и исти уноси у уређај, тако што ће додирнути сигнални појам унутар скупа могућих на екрану 11, који је истоветан уоченом.

3. корак ЗАХТЕВ ЗА ПОТВРДУ СИГНАЛНОГ ПОЈМА: Контролер затим приказује изабрани појам на екрану 11 и тражи његову потврду од стране машиновође. Потврда се тражи визуелно - А и аудио захтевом -Б:

А) Графички симбол сигналног појма на екрану 11 блинка,

Б) Аудио уређај 10 даје аудио објаву сигналног појма и тражи потврда нпр. „Слободно очекуј стој“, „Потврди"

4. корак ПОТВРДА СИГНАЛНОГ ПОЈМА: Машиновођа додирује графички симбол сигналног појма на екрану 11 и тиме потврђује сигнал и значење појма, па уређај надаље контролише да ли машиновођа поступа према значењу сигналног појма тј. у складу са „Сигналним правилником".

Ова једноставна процедура обезбеђује да се најављени сигнал и актуелни сигнални појам успешно идентификује и унесе у уређај, а поступак је заштићен од случајног уноса.

Истоветна процедура уношења промењивог сигналног појма у уређај се примењује и током вожње, када воз долази у зону видљивости главног сигнала, којег треба да прође на релацији вожње.

Истовремено, оптоелектронски уређај 8 је независно од речене процедуре идентификовао односни сигнал и утврдио сигнални појам на односном сигналу. Два независна и паралелна начина за идентификацију сигнала и актуелног сигналног појма на њему, омогућују постављање више конфигурационих услова за прихватање сигнала у уређај на принципу слагања уноса:

1. Конфигурациони услов 2 од 2;

- Унос и потврда уноса од стране машиновође према комплетној процедури напред описаној,

- Идентификација и унос појма оптоуређајем, НАЈАВА и ИЗБОР СИГНАЛНОГ ПОЈМА (корак 1 и 2 процедуре уноса машиновође)

2. Конфигурациони услов 3 од 3;

- Комплетна процедура уноса машиновође идентификација и унос оптоуређајем Уколико је значење сигналног појма такво да „не дозвољава" вожњу, контролер неће допустити покретање воза, или ће, ако је воз у вожњи, зауставити воз, уколико исто није учинио машиновођа.

Уколико конфигурисани услов за преузимање сигналног појма није испуњен, или машиновођа није поступио по значењу сигналног појма, уређај упозорава машиновођу и не дозвољава покретање, односно заводи аутоматско (присилно) кочење возила/воза, уколико је воз у покрету.

За сигнале са фиксним значењем, сигналне ознаке и важне објекте на прузи показује се симбол објекта/ сигнала/ознаке на екрану, а изговара се назив и значење. Овисно о значењу, уређај ће захтевати потврду, указати на поступак машиновођи или ће деловати упозорењем односно акцијом, уколико тражени поступак није испраћен од стане машиновође.

Контрола тренутне брзине воза

Тренутна брзина вожње као и максимално дозвољена брзина на локацији се графички приказују на уређају за комуникацију човек машина - екрану осетљивом на додир10. Контролер 1 уређаја приказује и остале елементе важне за вожњу: дужина пута до наредног сигнала, објекте, сигналне ознаке на које воз наилази и удаљеност истих од воза. Дозвољена брзина воза се изводи из података о возу, дужини слободног пута испред воза, конфигурацији пруге, максимално дозвољеној брзини, ограничењима на прузи.

Уколико је измерена брзина већа од максимално допуштене брзине контролер упозорава машиновођу - издаје аудио упозорење на звучник 10 и визуелно упозорење на тач скрин екрану 11 о прекораченој брзини воза, или уводи аутоматско кочење, за случај да је прекорачење такво да тражи тренутну интервенцуију. Уколико је контролер 1 издао упозорење, а није завео кочење, машиновођа је дужан да потврди пријем упозорења квитирањем (поништавање додиривањем) упозоравајућег симбола на тач скрин екрану и да отпочне кочење како би усагласио брзину кретања са допуштеном. Уколико је машиновођа квитирао сигнал упозорења, али није, кроз дефинисано време или до критичне позиције на прузи, усагласио брзину контролер уводи присилно кочење деловањем на кочиони систем активирањем одговарајућег канала излазног интерфејса 3. Контрола брзине се врши на целој релацији воза/возила од почетне до крајње тачке пута.

Контрола будности

Контрола будности машиновође се проводи на принципу праћења његовог деловања -поступака при управљању возног средства - локомотиве, односно воза. Контролу поступака машиновође уређај обавља на два начина:

- праћењем и регистровањем активности машиновође на послуживању универзалног уређаја кроз додиривање тач сктрин екрана 11.

- праћењем и регистровањем активности нпр. притискање командних педала при управљању возом/возилом, што се остварује кроз улазни интерфејс 2 универзалног уређаја.

Уколико током неког задатог периода није било активности машиновође (није вршио унос и потврду сигнализације, или није вршио радње које се надгледају преко улазног 2 интрефејса , контролер тражи потврду будности - послуживање тастера будности 4. Потврда будности се тражи визуелним приказом симбола за будност на тач скрин екрану 11 и аудио изговарањем захтева за послуживање тастера будности аудио системом (звучником) 10 . Уколико је потврда будности изостала контролер 1 заводи аутоматско присилно кочење преко излазног интерфејса 3.

Саобраћај узастопних возова, откривање угрошжавајућих препрека на прузи Саобраћај узастопних возова се организује овисно о техничкој опремљености пруге: А) На пругама које су опремљене АПБ уређајем саобраћа се у складу са АПБ сигналима на начин описан у поглављу „Навигација машиновође".

Б) На пругама где је саобраћај организован у међустаничном размаку воз опремљен са УУ може да се узастопно отпреми, пре него што је претходни воз ушао у следећу станицу на принципу „промењивог блок одсека". Ову способност УУ остварује уз помоћ оптоелектронског уређаја са даљиномером 8, који скенира пругу и уз помоћ даљиномера утврђује дужину слободног пута. Уколико је претходни воз у „зони видљивости компјутерског вида“ УУ одређује брзину претходног воза вишекратним мерењем удаљености до њега и у складу са кривом кочења одређује максимално допуштену сопствену брзину. Истим поступком се откривају и угрожавајуће препреке на прузи испред воза, а УУ адаптира дозвољену брзину вожње у складу са кривом кочења, тако да се воз заустави пре него што наиђе на препреку. На овај начин УУ уочава и вагон односно скупину вагона који остају на прузи у случају раскидања претходног воза, те није потребна додатна контрола целости воза, као што је то случај при саобраћају возова у промењивом размаку при коришћењу ETCS уређаја нивоЗ.

Опционо функција уочавања препрека на прузи испред воза се може редундовати уградњом још једног оптоелектронског уређаја 9. Конфигурација УУ са два оптоелектронска уређаја би омоућила и потпуно аутоматизовано преузимање промењивог сигналног појма на приципу слагања очитавања оптоелектроских уређаја 2 од 2, где би се улога машиновође буквално свела на визуелну идентификацију и потврду да је уочио односни сигнал и сигнални појам који сигнал показује.

Аутоматско кочење

У складу са горе датим описом, уређај заводи аутоматско кочење преко интерфејса 2 у ситауацијама када машиновођа не показује будност ( изостане поступак потврђивања најављене сигнализације, изостане уношење уоченог сигналног појма на сигналу са промењивом сигнализацијом, није послужен тастер будности) или када машиновођа пропусти да поступи по сигнализацији коју је потврдио и саобраћа већом брзином од допуштене брзине на датој локацији воза.

Код прораде присилног кочења празни се главни ваздушни вод те се кочиони систем мора довести у основно стање, што машиновођа чини притиском на тастер разрешења 6 неколико секунди након пражњења ваздушног вода.

"Вожња по налогу"

Ако је главни станични или пружни сигнал у квару, неосветљен или показује сигнални знак "стој", који је претходно потврђен од стране машиновође, а треба га изузетно проћи, машиновођа мора да притисне тастер "вожња по налогу" 5, што контролер региструје преко улазног интерфеса 2. Машиновођа мора да потврди да је обавио консултације са одговорним особљем саобраћаја послуживањем одговарајуће иконе на тач скрин екрану 10, и уписом података о особи са којом је извршена консултација. Уређај затим дозвољава даљњу вожњу, која се региструје као "вожња по налогу".

Регистровање

Уређај периодично (период треба да може да се бира) у јединицу сталне меморије 7 под контролом контролера 1 бележи податке о тренутном времену, брзини вожње и позицији воза/возила. Уређај такођер бележи сваку активност машиновође, било да се односи на послуживање вишефункционалног уређаја (додиривање тач скрин екрана), било да је то активност машиновође на управљању локомотивом (притискање командних педала и тастера при управљању возом) која се снима путем улазног интерфејса 2, са придруженим подацима о времену, брзини и позицији воза. Уређај надаље треба да сними и своје аутоматизовано деловање кроз регистровање визуелних и звучних информација које је УУ дао машиновођи као и аутоматско завођење кочења од стране УУ, са придруженим подацима о времену, брзини и позицији воза.

Посебан вид регистровања је телевизијски снимак целе трасе воза, који са врши оптолектронским уређајем.

Напомена: Конфигурација уређаја из Нацрта и опис функционисања дати су са намером да илуструју идеју проналаска. Уређај и његова функционалност су флексибилни за промене у детаљима унутар подручја патентних захтева, а према специфичним захтевима наручиоца. Например, Уређајем се може контролисати понашање погонског склопа мерењем више погонских параметара преко улазног интерфејса 2, а путем уређаја преко тач скрин екрана 1 се може вршити и редовно командовање уређајима и апаратима на возилу путем излазног интерфејса 3. Инхерентно својство УУ је скалабилност па уређај може бити фазно реализован и фазно пласиран. Оптимално би било у првој фази реализовати уређај у конфигурацији без оптоелектронског уређаја. Овако конфигурисан уређај може самостално да оствари основни део функционалности потпуне конфигурације, а затим када је уређај већ у употреби реализовати пуну конфигурацију и додатну функционалност.

Ваља уочити да оптоелектронски уређај са даљинометром може самостално одредити позицију воза на прузи, на основу мерења удаљености воза од стационарног објекта познате локације, те УУ може функционисати само са оптоелектронским уређајем, тј.ако је УУ конфигурисан са оптелектронским уређајем онда уређај за геопозиционирање није нужан.

Софтвер уређаја може бити модуларан и флексибилан за употребу при чему би се сетовање и параметрирање обавило према корисничким захтевима; Нпр. кориснику се може оставити да бира неке детаље приказа, језик комуникације машина - човек и сл.

Claims (13)

ПАТЕНТНИ ЗАХТЕВИ

1. Поступак према коме се промењиви сигнални појам фиксног сигнала уз пругу уводи у уређај на локомотиви помоћу пружог уређаја за предају информација који је повезан на сигнал и уређаја за пријем информација на возу, назначен тиме, да сигнални појам у локомотиву уводи машиновођа, избором сигналног појма из скупа могућих сигналних појмова односног сигнала показаних на тач скрин екрану, који је истоветан оном појму који машиновођа уочава на сигналу, а који је машиновођи аудио/визуелно најављен од стране уређаја на бази утврђене локације воза и података о позицији односног сигнала.

2. Поступак према коме се промењиви сигнални појам фиксног сигнала уз пругу уводи у уређај на локомотиву помоћу пружог уређаја за предају информација који је повезан на сигнал и уређаја за пријем информација на возу, назначен тиме, да се сигнални појам у уређај на локомотиви уводи помоћу оптоелектронског уређаја за препознавање објеката, којим се, идентификује сигнал и сигнални појам на сигналу.

3. Поступак према коме се позиција воза на прузи одређује коришћењем уређаја за геопозиционирање у реалном времену назначен тиме да се позиција воза одређује уз помоћ оптоелектронског уређаја са даљиномером, тако да се мери удаљеност локомортиве од стационарног објекта на прузи којем је позната геопозиција/стационажа објекта - км положај на прузи, а да се позиција између две стационарне тачке са познатом стационажом, одређује на основу пређеног пута воза, од стационаже претходног стационарног објеката до тренутне позиције воза, а мерење пута се врши одометром.

4. Поступак утврђивања брзине возила према коме се брзина одређује на основу мерења броја обртаја точка/осовине, назначен тиме, да се брзина возила одређује на основу узастопног одређивања позиције возила на земљи, коришћењем уређаја за географско позиционирање објеката на земљи у реалном времену, тако што се, дужина пређеног пута, између узастопно очитаних позиција воза, подели са разликом времена у којима је узастопно мерење вршено.

5. Поступак утврђивања брзине возила према коме се брзина одређује на основу мерења броја обртаја точка/осовине или на основу узастопног одређивања позиције возила на земљи назначен тиме, да се брзина возила одређује оптоелектронским уређајем са даљиномером, тако да се узастопно мери удаљеност возила од стационарног објекта на прузи, и да се разлика у очитавању удањености возила при узастопном очитавању подели са разликом времена у којима је узастопно очитавање извршено.

6. Поступак назначен тиме да се угрожавајући објекти на прузи, који се могу појавити услед одрона, раскидањем претходног воза, наиласком цестовног возила на пругу, или на други начин, идентификују оптоелектронским уређајем за препознавање објеката са дањиномером, након чега уређај за управљање аутоматски заводи кочење у складу са кривом кочења воза, како би се избегло налетање воза на препреку на прузи.

7. Поступак према коме се слеђења возова може реализовати обезбеђивањем минималног фиксног размака између возова, делењем колосека на блок одсеке , или у промењивом размаку који дефинише центар вођења воза на основу познатих позиција возова и њихове целости, а које информације центар добија од возова радио путем назначен тиме, да се слеђење возова може вршити уколико је воз који следи опремљен оптоелектронским уређајем са даљиномером, тако што воз који следи утврђује дужину слободног колосека испред воза и регулише брзину кретања према утврђеној дужини слободности и кривој кочења воза, тако да се увек може зауставити до краја слободног пута, а да у случају сустизања претходног воза утврђује размак до слеђеног воза и његову брзина узастопним мерењем удаљености између њих и регулише допуштену сопствену брзину, тако да је, на бази криве кочења воза, увек обезбеђен довољан размак између возова, који гарантује заустављање воза, пре сустизања слеђеног воза.

8. Поступак код двопоседнутог возила који обавезује особље вучних возила, машиновођу и помоћника, да уочене сигнале гласно преносе између себе назначен тиме, да уређај говорно и визуелно најављује сигнале машиновођи када воз уђе у зону видњивости сигнала/сигналне ознаке на основу познавања фиксног места уградње сигнала /сигналне ознаке и значења сигналног појма на прузи и способности уређаја да утврди позицију воза у реалном времену, на који начин престаје потреба за двопоседањем возила.

9. Поступак према којем се контрола будности, контрола брзине и завођење кочења у зони сигнала са промењивим сигналним појмовима која се врши на основу пренете информације о сигналном појму уређајима са пруге на уређаје на возу, назначен тиме, да се контрола будности, контрола брзине и завођење кочења врши, на основу сигналног појма који машиновођа уноси у уређај на возилу/возу на основу визуелног уочавања сигнала/сигналног појма од стране машиновође, а након што је сигнал најављен од стране уређаја по уласку воза у зону видљивости сигнала са познатом стационажом (позициом) уградње, што се детектује уређајем за одређивање позиције воза и /или оптоелектронским уређајем са даљиномером.

10. Поступак према којем се контрола будности контрола брзине и завођење кочења на прузи врши на основу података добијених преносом информација о каракеристикама пруге као што су успони, нагиби, кривине , ограничене брзине и сл., уређајима са пруге на уређаје на возу, назначен тиме, да се исти подаци претходно трајно уносе у уређај на возу и да се ажурирају пре покретања возила и током вожње воза.

11.Поступак према којем се важни параметри вожње воза, брзина , позиција,време... бележе у регистратору, назначен тиме да се поред наведених података трајно бележи на целој траси и видео снимак вожње воза, снимљен помоћу оптоелектронског уређаја.

12. Поступак према којем опходњу пруге врши човек визуелним увидом у стање у циљу уочавања угрожавајућих препрека на прузи назначен тиме да се поступак уочавања угрожавајућих препрека врши оптоелектронским уређајем са даљинометром у реалном времену при вожњи воза, а да се тренд нарушавања редовног стања пруге врши накнадном анализом снимка вожње воза на траси који је начињен оптоелектронским уређајем.

13. Универзални експертски уређај за помоћ машиновођи при управљању железничким возилом/возом настао према патентним захтевима од 1. до 10., који врши функције брзиномера, будника, аутостоп уређаја и регистратора и одмењује помоћника машиновође, а садржи: централну јединицу, главни контролер универзалног уређаја са потребним стандардним интерфејсима (стандардни аудио излаз , комуникациони интерфејси и интерфејс ка сталној меморији) 1, улазни интерфејс - дигитални / аналогни улази преко којих контролер преузима индикације и врши мерења на уређајима на возилу 2, излазни интерфејс - дигитални / аналогни излази преко којих контролер шаље команде ка уређајима на возилу 3, тастер будности 4, тастер за "вожњу по налогу" 5, тастер разрешења 6, јединицу сталне меморије - тврди диск, флеш меморија ... 7, оптоелектронски уређај са даљиномером 8, оптоелектронски уређај са даљиномером 9 (опционо), звучник или аудио систем за пренос упозорења машиновођи о карактеристичним местима на прузи и пренос упутстава машиновођи 10, уређај за комуникацију човек (машиновођа) машина - екран осетљив на додир (тач скрин екран) за издавање налога универзалном уређају и визуелно приказивање информација машиновођи 11, уређај за радио комуникацију ( GSM, GSM- R, и сл.) 12, уређај за геопозиционирање објеката на земљи (вишесистемски уређај GPS / GLONASS / GALILEO сателитских система навигације, геомагнетни уређај позиционирања) 13 и одометар 14 назначен тиме, што је настао на бази коришћења оптоелектронског уређаја за препознавање објеката са даљиномером и уређаја за географско позиционирање објеката на земљи у реалном времену.