УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С ПУТИ НА ЛОКОМОТИВ Российский патент 1994 года по МПК B61L3/20 

Устройство относится к железнодорожной автоматике и телемеханике, в частности к регулированию маневровых передвижений.

Известно устройство регулирования маневровых передвижений посредством релейной централизации. Недостатком упомянутого устройства является то, что оно не позволяет исключить проезд маневрового светофора при ослаблении бдительности машиниста, плохой видимости и других причинах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для передачи информации с пути на локомотив.

Недостатком известного устройства является то, что его нельзя применять для исключения проезда маневрового сигнала, так как устройства ЭЦ не контролируют местонахождение локомотива на путях станции.

Целью изобретения является исключение проезда запрещающего огня маневрового светофора посредством отслеживания места нахождения маневрового локомотива, определение протяженности маршрута перед составом и передачи информации о длине маршрута на локомотив.

Указанная цель достигается тем, что устройство для передачи информации с пути на локомотив, содержащее связанный с передатчиком блок контроля показаний светофора и путевых участков, включающий в себя сигнальные и путевые реле, снабжено генератором импульсов, счетчиками импульсов, элементами ИЛИ, И, НЕ, оперативными и постоянными запоминающими блоками, коммутаторами, мультиплексорами, триггерами, выходы которых через один и другой коммутаторы подключены к входу данных одного из оперативных запоминающих блоков, адресные входы которого через соответственно одни коммутаторы и инвертор соединены с выходом одного из элементов ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами одного из счетчиков импульсов, вход которого подключен к генератору импульсов, а другие выходы подключены к входам второго и третьего элементов ИЛИ и к одному из входов одного из элементов И, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, а другой вход соединен с выходом первого оперативного запоминающего блока, соединенным с одним из входов второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу одного из мультиплексоров, к входам данных которого подключены замыкающие контакты соответствующих сигнальных реле, а к адресным входам - выходы одного из постоянных запоминающих блоков, входы которого и входы других постоянных запоминающих блоков соединены с выходами второго счетчика импульсов, вход которого подключен к одному из упомянутых выходов первого счетчика импульсов, причем выходы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с управляющими входами первого и второго оперативных запоминающих блоков, а упомянутый выход первого элемента ИЛИ соединен с одними входами коммутаторов, другие входы которых соединены с выходами второго постоянного запоминающего блока, соединенными с адресными входами передатчика и с одними адресными входами второго оперативного запоминающего блока и второго мультиплексора, к входам данных которого подключены замыкающие контакты соответствующих путевых реле, а выходы других коммутаторов подключены к соответствующим упомянутым адресным входам первого оперативного запоминающего блока, при этом выходы второго постоянного запоминающего блока соединены с другими входами третьих коммутаторов, а выход данных второго оперативного запоминающего блока соединен с входом второго мультиплексора, подключенным к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с выходами второго оперативного запоминающего блока, а выходы - соответственно с третьим входом второго элемента И, соединенного выходом с установочным входом одного из триггеров, и с установочным входом второго триггера, входы сброса которых соединены со сбросовым выходом первого счетчика импульсов.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемое устройство отличается наличием новых элементов: постоянными и оперативными запоминающими элементами, мультиплексорами, их связями между собой и с остальными узлами.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что ни одно из них не исключает возможности проезда запрещающего маневрового светофора маневровым составом. Предложенное устройство исключает возможность проследовать запрещающий маневровый светофор. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлены фрагменты путевого развития станции; на фиг.2 - схема блока контроля места нахождения локомотива; на фиг.3 - общая схема предложенного устройства; на фиг.4 - временная диаграмма работы устройства.

На фиг.1,а показаны стрелочно-путевые участки 1СП,3СП и 5СП, маневровый светофор М1 и локомотив Л. На фиг.1,б - стрелочные участки 7СП,9СП и 11СП, бесстрелочный участок УП, светофоры М3 и М5, вагон В и локомотив Л, пунктиром изображено новое место нахождения локомотива Л.

На фиг. 3 показана схема блока контроля места нахождения локомотива ВКМЛ.

Он содержит генератор импульсов 1, к выходу которого через первый счетчик 2 подключены входы логических элементов ИЛИ 3,4,5, входы сброса первого и второго триггеров 29,30 и вход второго счетчика 7, выходы которого подсоединены к адресным входам постоянных запоминающих блоков 8,10 и 11. Выходы блока 8 соединены с адресными входами второго мультиплексора 24 блока 27, выходами 0-7 блока контроля места нахождения локомотива 40 и через коммутаторы тока 16-18 с адресными входами ОЗУ RAM 1 25, которые через коммутаторы тока 19-21 также соединены с выходами блока 10. Выходы блока 11 соединены с адресными входами А-Н первого мультиплексора 26, входы данных которого через контакты сигнальных реле 1МС(36) - 127МС(35) соединены с полюсом источника питания (+5) 6, а через резисторы - с корпусом. К одному из входов данных (D0) мультиплексора 26 подсоединен полюс +5. К входам данных D0-D127 мультиплексора 24 так же подключены полюса питания, но через контакты путевых реле СП(12)-127П(13). Выход мультиплексора 24 соединен с входом данных D1 блока 27 и входами логических элементов 31 и 32, вторые входы которых соединены с выходом логического элемента 28 и входом S-триггера 30, выход которого через коммутатор тока 34 соединен с входом D1 блока 25 и выходом коммутатора 33, вход которого соединен с полюсом источника (+5)6, а управляющий вход - с выходом триггера 29, вход R которого соединен с элементом 28, один из входов которого соединен выходом D0 блока 25, входом логического элемента 37, ко второму входу которого подсоединен выход Q1 счетчика 2.

К третьему входу логического элемента 28 подсоединен выход мультиплексора 26. Второй вход коммутатора 34 соединен с корпусом. Выход элемента 3 соединен с управляющими входами /RD-блоков 27 и 25. Выход элемента 4 соединен с входами CS тех же блоков. Выход элемента 5 соединен с управляющими входами коммутаторов 16-18, а через элемент 9 с входами других коммутаторов 19-21.

На фиг.3 показаны соединения выходов блока 40 с элементами блока кодера (БК) 41, схема блока 41 и его подключение к стационарной радиостанции (РС) 53. Адресные выходы 0-7 блока 40 соединены с одноименными входами блока 41. Каждый из упомянутых входов соединен с одним из входов элемента 42, вторые входы которых соединены между собой и с входом RD-блока 41, который соединен с одноименным выходом блока 40 и затем - с выходом логического элемента 37.

Выходы элемента 42 соединены с частью адресных входов блока 45, вторая часть которых через диоды 43-44 и контакты сигнальных реле (МС1)50,(МС2)51, (МС3)52. . соединена с полюсом (+5)6. Выходы блока 45 (D00-D07) соединены с входами S триггеров 48, выходы которых соединены с установочными входами I1-I8 программируемого делителя частоты 49, тактовый вход Т которого соединен с генератором 47 и входом делителя частоты 46, выходы которого соединены с входами R-триггера 48. Выход делителя 49 соединен с входом стационарной радиостанции 53.

Контроль занятия локомотивом (Л) (фиг.1,а) стрелочно-путевого участка (ЗСП) происходит при условии: на предыдущем участке (1СП) зафиксирован локомотив (Л), рассматриваемый участок (ЗСП) занимается составом (обесточивается путевое реле), маневровый сигнал (М1) открыт. Контроль занятия участка 5СП (фиг.1,а) в отличии от предыдущего случая, происходит без контроля состояния сигнала (его нет). Контроль освобождения стрелочно-путевого участка (9СП на фиг.1,б) происходит с возбуждением путевого реле. В том случае, когда после ухода локомотива (локомотива с вагонами) путевой участок (УП) остается занятым вагонами, то контроль освобождения участка (УП) локомотивом фиксируется, после освобождения смежного стрелочно-путевого участка (9СП) в соответствующем направлении.

Ниже приведенные схемы позволяют определить местонахождение любого количества локомотивов на станции, если они одновременно не вступают на одну бесстрелочную секцию. В противном случае контроль за одним из локомотивов пропадает и после разъезда локомотивов необходимо вновь зафиксировать второй локомотив путем его ручного ввода. На фиг.2 узлы ручного ввода не показаны. Такой ввод может быть осуществлен посредством набора тумблеров, которые на входах блока 25 могут создать соответствующий адрес (А0-А7) и зафиксировать наличие локомотива путем повышения потенциала на входе D1.

Действие устройства происходит следующим образом. Элементы блока 40 позволяют отследить место нахождения локомотива (фиг.1), а остальные узлы и элементы схемы (фиг. 3) определяют и передают по радио информацию о длине маршрута перед составом с локомотивом, местонахождение которого отслеживается блоком ВКМЛ.

Контроль за местом нахождения локомотивом осуществляется следующим образом: генератор 1 переключает счетчик 2. После очередного цикла работы этого счетчика (счетчик Дженсона формирует на выходе позиционный код), когда на выходе Q0 этого счетчика в очередной раз повышается потенциал, происходит переключение счетчика 7. На выходе счетчика 7 в двоичном коде появляется число, которое соответствует номеру изолирующего стыка (пары граничных стыков). При этом счетчик 2 делает 10 шагов. На первом шаге происходит установка счетчика 7 в новую позицию (на выходе указывается номер изолирующего стыка), а вслед за тем и блоков 8,10,11, на первом из которых указывается адрес рельсовой цепи, расположенной правее стыка, на втором - левее стыка, а третьем - адрес маневрового светофора у стыка, который соответствует направлению рассматриваемого передвижения.

Если такого светофора нет, то на выходе блока 11 появляется нулевой адрес (0,0,0,0,0,0,0,0) по которому к выходу К мультиплексора 26 подключается вход D0, к которому постоянно подключен полюс питания (+5) 6. Таким образом, при отсутствии светофора создается ситуация проезда открытого маневрового светофора. К остальным входам данных D1-D127 мультиплексора 26 через контакты маневровых сигнальных реле подключается полюс источника (+5) 6 и корпус через резисторы R27-R23. Поэтому при проследовании открытого маневрового светофора или стыка, рядом с которым нет попутного светофора, с выхода К мультиплексора 26 на нижний (по схеме) вход логического элемента 28 поступает положительный потенциал (линия С). Выходы блока 8 устанавливают мультиплексор 24 и блок 27 в состояние, когда на выходах этих ИМС появляется информация о состоянии путевого участка, расположенного правее стыка соответственно при новом и предыдущем цикле опроса. Если при этом происходило занятие путевого участка, т.е. на выходе мультиплексора 24 появился логический ноль, а на выходе блока 27 пока сохраняется пониженный потенциал, то это приводит к появлению логической единицы на выходе элемента 32 на линии ЗН (занятие), если происходило освобождение, то повышение потенциала происходит на выходе логического элемента 31 на линии ОС (освобождение). Если состояние путевого участка не изменялось, то обе линии (ЗН и ОС) имеют пониженный потенциал.

В блоке 25 хранится информация о занятом путевом (путевых) участке составом, в котором находится маневровый локомотив. На выходе этого блока (линия А) появляется логическая единица, если по адресу, который определяется блоком 10 (номер путевого участка левее рассматриваемого стыка) находится локомотив или состав сцепленный с локомотивом.

Итак, если участок занимается локомотивом или составом сцепленным с локомотивом, то на всех входах (Л,ЗН,С) логического элемента 28 появляются логические единицы, благодаря чему устанавливается триггер 29. При этом открывается коммутатор тока 33 и на вход D1 блока 25 подавался повышенный потенциал от полюса (+5) 6, который подключен к входу коммутатора. Если происходило освобождение стрелочно-путевого участка от подвижного состава, а следовательно, и от локомотива, то устанавливался триггер 30 и открывал коммутатор тока 34 с тем, чтобы на вход D1 блока 25 подать пониженный потенциал от минусового полюса источника питания (подключен к корпусу), который соединен с входом этого коммутатора. Следует отметить, что при освобождении стрелочно-путевого участка правее рассматриваемого стыка, фиксируется его освобождение от локомотива, а также освобождение от локомотива предыдущего участка. Это сделано для того, чтобы обеспечить контроль ухода локомотива с пути, на котором остались вагоны. Для того, чтобы можно было зафиксировать уход локомотива и со стрелочно-путевого участка, расположенного правее рассматриваемого стыка, и с пути - левее этого же стыка, предусмотрены коммутаторы тока 16-18 и 19-21. В открытом состоянии находится только одна из указанных групп.

Десять тактов (выходы Q0-Q9), которые требуются для проверки и фиксации занятия или освобождения стрелочно-путевого (стрелочно-путевого и путевого участков) участка используются следующим образом. По фронту нулевого импульса с выхода счетчика 2 посредством счетчика 7 устанавливается адрес изолирующего стыка, через который требуется проконтролировать переход локомотива (состава сцепленного с локомотивом), посредством блоков 8,10,11 - соответственно адреса путевых участков, смежных со стыком и светофором. В этот же момент посредством логического элемента блоков 27 и 25 (линия /RD) устанавливаются в состояния записи информации. К началу следующего такта все запоминающие блоки подготовлены к выдаче требуемой информации и сохраняют такое состояние и в течениe времени указанного такта, так как ко второму входу логического элемента 3 подключен выход Q1 счетчика 2. Этот же выход подключен и к одному из выходов логического элемента 4, который включает в работу ("выбирает кристалл") оба блока (25 и 27). Второй такт является контрольным, так как именно в это время происходит фиксация занятия или освобождения путевых участков. С тем чтобы сохранить информацию о записи или стирании места положения локомотива по нужному адресу до конца цикла, предусмотрены триггеры 29 и 30. Блоки 25 и 27 включаются в работу в течениe одного цикла три раза.

Как было упомянуто выше, на втором такте осуществляется контроль изменения состояния. На четвертом такте осуществляется запись или стирание информации в блоке 25 по адресу, который определяется блоком 8. И, наконец, на 7 такте осуществляется стирание информации о наличии локомотива с бесстрелочного участка (если такой участок есть), который расположен левее рассматриваемого стыка. Начиная со второго такта оба ОЗУ настроены на ввод информации, так к входу элемента 3 подключены выходы Q0 и Q1 счетчика. Для того чтобы можно было стереть информацию из ОЗУ об ушедшем со стрелочно-путевого участка локомотива (правее рассматриваемого стыка), а затем стереть ту же информацию с приемо-отправочного пути или бесстрелочного участка, где также нет упомянутого локомотива, предусмотрено изменение адреса блока 25 в этом же цикле посредством логического элемента 9, вход которого подключен через логический элемент к выходам Q3,Q4,Q5 счетчика 2.

Таким образом, в первом такте (фиг.4) блок 25 выдает контрольную информацию для анализа возможности занятия участка, в четвертом осуществляется запись или стирание информации в ячейке блока 25 о локомотиве, который вступает или уходит с участка правее стыка, а в седьмом такте осуществляется стирание информации о наличии локомотива из ячейки, которая соответствует путевому участку левее рассматриваемого изостыка.

Блок 25 в каждом цикле в тактах 0,1,2,6,7,8 и 9 имеет адрес, который соответствует участку расположенному левее рассматриваемого стыка, а в тактах 3,4 и 5 - правее того же стыка. Так как время выбора ячейки памяти запоминающих устройств достаточно большое, то установка (нулевой такт) или переустановка (3 и 6 такты) не могут быть использованы для записи или считывания с запоминающих устройств. Запись свежей информации в блок 27 происходит после того, как прежняя информация этого ОЗУ была использована для контроля изменения состояния путевого участка. Такая запись происходит на четвертом такте. Вместе с тем запись дублируется и на седьмом такте. На последнем такте каждого цикла с выхода Q9 счетчика 1 (линия R) повышенным потенциалом происходит обнуление триггеров 29 и 30 с тем, чтобы подготовить их к работе в следующем цикле.

Информация о наличии локомотива в момент первого такта поступает в блок ВК 41. Адрес места нахождения локомотива определяется блоком 8 (выходы 0-7 ВКМЛ). Итак, если локомотив (состав с локомотивом) находится на путевом участке в момент опроса (контроля состояния) этого участка, то адрес этого участка в двоичном коде появляется на входах А0-А7 блока 45. Если при этом с рассматриваемого участка открыт сигнал (возбуждено соответствующее маневровое сигнальное реле, что определяется контактами сигнальных реле 50-52), т. е. определена и вторая часть адреса, то выбирается ячейка памяти блока 45, где записана в двоичном коде длина маршрута перед составом. Выходы D01-D07 блока 45 создаются на промежуток времени, когда на выходе Q1 счетчика 2 (см. фиг.3) повышается потенциал. Для длительного хранения информации о длине маршрута предусмотрены триггеры 48, здесь информация сохраняется в течениe цикла работы счетчика (делителя) 46 (большой цикл). Время этого большого цикла определяется частотой генератора 47 и коэффициентом деления счетчика 46. За указанное время может быть передано 5-6 циклов информации (см.фиг.4) на локомотив, т.е. следуют друг за другом 5-6 одинаковых сообщений. На локомотиве осуществляется контроль за совпадением этих сообщений и только затем наступает реализация приказа.

Передача 5-6 циклов одинаковых сообщений вызвана тем, чтобы при искажении одного из них все же приказ был исполнен. Следует отметить, что первый и последний циклы могут быть урезаны, так что на локомотив может поступить 4 полных цикла.

Как было сказано выше, триггер 48 хранит информацию до очередного повышения потенциала на выходе счетчика 46, при этом коэффициент деления делителя 49 соответствует длине маршрута. На выходе Р счетчика 49 происходит кратковременное повышение потенциала через интервал времени, который пропорционален коэффициенту деления т.е. длине маршрута.

Для облегчения анализа работы устройства на фиг.4 приведена временная диаграмма работы счетчика 46 и запоминающих устройств. Цикл работы устройств состоит из десяти (Q0-Q9) тактов. При этом в начале каждого цикла происходит замена адреса во всех оперативных запоминающих блоках, а в блоке 25, кроме того, в начале третьего и седьмого тактов.

В качестве элементов схемы предусмотрены следующие ИМС: счетчик 2 - 564ИЕ8; 7 - 2хК155ИЕ7; 46 и 49 - 564ИЕ15; блоки 8,10,11 и 45 - КР556РТ16, коммутаторы тока - 564КТ3, триггеры - 564 Тр.2. В качестве РС 53 может быть использована любая железнодорожная стационарная радиостанция, которая будет кратковременно включаться в момент появления повышенного потенциала на выходе Р счетчика 49. Вопросы защиты от помех в предложенном не рассматриваются.

Аналогичные исследования предлагаемого устройства для передачи информации на локомотив показали, что по сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет исключить проезд запрещающего маневрового светофора маневровым локомотивом.

Использование: в железнодорожной автоматике и телемеханике для регулирования маневровых передвижений. Сущность изобретения: устройство содержит блок контроля показаний светофора и путевых участков, генератор импульсов 1, два счетчика импульсов 2, 7, три элемента ИЛИ 3, 4, 5, четыре элемента И, элемент НЕ 9, два оперативных запоминающих блока 25, 27, три постоянных запоминающих блока 8, 10, 11, восемь коммутаторов, два мультиплексора 24, 26, два триггера 29, 30, 1_→ 2_→ 3; 2_→ 4; ; 2_→ 5_→ 18_→ 25_→ 28_→ 29_→ 33__→ 25;; 1_→ 7_→ 8_→ 16_→ 25; 8_→ 18;; 8_→ 24_→ 31_→ 24_→ 27__→ 31; 8_→ 27;; 25_→ 7; 5_→ 9_→ 19 _→ 25;; 7_→ 10_→ 19; 10_→ 21_→ 25; ; 7_→ 11_→ 26__→ 28; 30_→ 34_→ 25.. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С ПУТИ НА ЛОКОМОТИВ, содержащее связанный с передатчиком блок контроля показаний светофора и путевых участков, включающий в себя сигнальные и путевые реле, отличающееся тем, что оно снабжено генератором импульсов, счетчиками импульсов, элементами ИЛИ и НЕ, оперативными и постоянными запоминающими блоками, коммутаторами, мультиплексорами, триггерами, выходы которых через один и другой коммутаторы подключены к входу данных одного из оперативных запоминающих блоков, адресные входы которого через соответственно одни коммутаторы и инвертор соединены с выходом одного из элементов ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами одного из счетчиков импульсов, вход которого подключен к генератору импульсов, а другие выходы подключены к входам второго и третьего элементов ИЛИ и к одному из входов одного из элементов И, выход которого подключен к управляющему входу передатчика, а другой вход соединен с выходом первого оперативного запоминающего блока, соединенным с одним из входов второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу одного из мультиплексоров, к входам данных которого подключены замыкающие контакты соответствующих сигнальных реле, а к адресным входам - выходы одного из постоянных запоминающих блоков, входы которого и входы других постоянных запоминающих блоков соединены с выходами второго счетчика импульсов, вход которого подключен к одному из выходов первого счетчика импульсов, причем выходы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с управляющими входами первого и второго оперативных запоминающих блоков, а выход первого элемента ИЛИ соединен с одними входами коммутаторов, другие входы которых соединены с выходами второго постоянного запоминающего блока, соединенными с адресными входами передатчика и с одними адресными входами второго оперативного запоминающего блока и второго мультиплексора, к входам данных которого подключены замыкающие контакты соответствующих путевых реле, а выходы других коммутаторов подключены к соответствующим адресным входам первого оперативного запоминающего блока, при этом входы второго постоянного запоминающего блока соединены с другими входами третьих коммутаторов, а выход данных второго оперативного запоминающего блока - с входом второго мультиплексора, подключенного к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с выходами второго оперативного запоминающего блока, а выходы - соответственно с третьим входом второго элемента И, соединенного выходом с установочным входом одного из триггеров и с установочным входом второго триггера, входы сброса которых соединены со сбросовым выходом первого счетчика импульсов.