СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ПУТИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВХОДА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ПУТЬ Российский патент 1994 года по МПК B61L23/10 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к контролю пути, который используется в маневровом передвижении или пути подгорочного парка.

Известен способ контроля заполнения пути, заключающийся в том, что задают уровень сигнала в рельсовой линии на свободном участке пути, определяют фактический уровень сигнала в рельсовой линии на занятом контрольном участке пути, который сравнивают с заданным, определяют разницу между ними, по которой определяют длину свободной части контрольного участка пути [1].

Известно устройство для контроля заполнения пути, содержащее генератор переменного сигнального тока, выход которого через ограничитель подключен к входу полосового фильтра, выход которого через путевой трансформатор подключен к рельсам рельсовой линии контрольного участка пути, и путевое реле [2].

Известно устройство для контроля входа подвижного состава на путь, содержащее подключенные к источнику питания стрелочно- путевые реле смежных стрелочно-путевых участков [3].

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения расстояния свободной части пути от его границы до подвижного состава, находящегося на этом пути.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля заполнения пути, заключающемся в том, что задают уровень сигнала в рельсовой линии на свободном участке пути, определяют фактический уровень сигнала в рельсовой линии на занятом контрольном участке пути, который сравнивают с заданным, определяют разницу между ними, по которой определяют длину свободной части контрольного участка пути, задают величину входного сопротивления рельсовой линии свободного участка пути, определяют фактическую величину входного сопротивления рельсовой линии свободного контрольного участка пути, которую сравнивают с заданной, и определяют разницу между ними, по которой определяют корректирующий уровень сигнала в рельсовой линии, на который уменьшают заданный уровень сигнала в рельсовой линии свободного контрольного участка при превышении заданной величиной входного сигнала сопротивления рельсовой линии фактической.

Устройство для контроля заполнения пути, содержащее генератор переменного сигнального тока, выход которого через ограничитель подключен к входу полосового фильтра, выход которого через путевой трансформатор подключен к рельсам рельсовой линии контрольного участка пути, и путевое реле, снабжено постоянными программируемыми блоками памяти, источником постоянного тока регистрами и аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен через ограничитель к выходу генератора переменного сигнального тока, а выходы - к одним адресным входам одного и другого постоянных программируемых блоков памяти, другие адресные входы которых соединены соответственно с выходами одного и другого регистров, информационные входы которых подключены соответственно к выходам второго и первого постоянных программируемых блоков памяти, входы синхронизации которых предназначены для подключения к выходам элементов ИЛИ устройства для контроля входа подвижного состава на путь. Вход сброса второго регистра подключен через фронтовой контакт путевого реле к одному из полюсов источника постоянного тока.

Устройство для контроля входа подвижного состава на путь, держащее подключенные к источнику питания стрелочно-путевые реле смежных стрелочно-путевых участков, отличающее тем, что оно снабжено генератором импульсов, элементами ИЛИ, элементами запрета, элементами И, элементами И-ИЛИ-НЕ, триггером, переключателем, резисторами, формирователем сигнала логического нуля и формирователями сигнала логической единицы, вход первого из которых через контакт первого стрелочно-путевого реле и первый резистор подключен к источнику питания, а выход - к одному из входов формирователя сигнала логической единицы и входу формирователя сигнала логического нуля, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И и первого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно с первыми входами одного и другого элементов ИЛИ, а вторые входы - с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенными к первому входу второго элемента запрета, ко второму входу которого и второму входу третьего элемента И через второй резистор И и контакт переключателя подключен источник питания. Выход второго элемента запрета соединен с первыми входами четвертого и пятого элемента И, выходы которых соединены с вторыми входами элементов ИЛИ, а вторые входы - с выходами триггера, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ, первые и вторые входы которых подключены соответственно к выходам второго, третьего, четвертого и пятого формирователей сигнала логической единицы. Входы второго и четвертого формирователей сигнала логической единицы подключены к источнику питания через первые резистор и контакт первого стрелочно-путевого реле, входы третьего и пятого формирователей - через третий резистор и контакт второго стрелочно-путевого реле, третьи входы одного и другого элементов И-ИЛИ-НЕ - через четвертый резистор и контакт третьего стрелочно-путевого реле, четвертые входы одного и другого элементов И-ИЛИ-НЕ - через пятый резистор и контакт четвертого стрелочно-путевого реле. Выходы элементов ИЛИ предназначены для подключения к входам синхронизации регистров устройства для контроля заполнения пути.

На фиг. 1 и 2 представлена схема узла контроля входа и выхода с пути подвижного состава; на фиг.3 - схема контроля заполнения пути и состояния балласта.

Устройство контроля заполнения пути содержит узел контроля входа и выхода с пути подвижного состава с формирователями логической единицы 1, 13, 15, 19, 21, формирователем 2 логического нуля, логическими элементами И 3, 4, 9, 17, 8, логическими элементами ЗАПРЕТ 5, 10, логические элементы ИЛИ 6, 7, комбинированными логическими элементами 14, 20, генераторами тактовых импульсов, переключателем 12 режима работы (толкание, осаживание), контактами стрелочно-путевых реле 22, 24, 26, 28, резисторами 23, 25, 27, 29, минусовым 30 и плюсовыми источниками питания, шинами питания 32, 33, 34, 35.

Электрическая схема непосредственно отслеживает расстояние от границы пути до подвижного состава, а также сопротивление изоляции, которая содержит основной и дополнительный генераторы 36 и 39, основной и дополнительный ограничители тока 37 и 40, основной и дополнительный фильтры 38 и 41, путевой трансформатор 42, рельсовую линию 43, релейный трансформатор 44, второй дополнительный генератор 45, второй дополнительный резистор 46, второй дополнительный фильтр 47, релейный фильтр 48, путевое реле 49, узлы контроля за состоянием балласта и пути 50 и 51. В узлах предусмотрены аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 50.1, первое и второе программируемые постоянные запоминающие устройства 50.2 и 50.3, первый и второй регистры памяти 50.4 и 50.5, контакт путевого реле пути IП 50.7 и резистор 50.6. Питание всех микроэлектронных схем осуществляется от полюсов источника питания 30 (минусовой) и 31 (плюсовой).

В статическом состоянии путевые участки IСП, 3СП, IП, 4СП, 2СП свободны. Линия IСП 32 соединена со вторыми входами комбинированных логических элементов (ЛЕ) 14 и 20. Линия 3СП 33, 2СП 34, 4СП 35 соединены соответственно с входами формирователей логической единицы (ФЛI) 1,13 и 19; третьими входами комбинированных схем 14 и 20; входами ФЛI 15 и 21. Выходы ФЛI 1 соединены с входом ЛЕ 3 и входом формирователя логического нуля (ФЛО) 2, выход которого соединен со вторым входом ЛЕ И 3, выход которого соединен с первыми входами ЛЕ 4 и 5, вторые входы которого соединены с выходами ЛЕ И 9, а выход с одним из выходов ЛЕ ИЛИ 6. Первые входы ЛЕ 9 и 10 соединены с выходом тактового генератора 8, а вторые входы через резистор 11 и переключатель 12 соответственно с минусовым 30 и плюсовым полюсами источника питания 31. Выход ЛЕ 10 соединен с первыми входами ЛЕ И 17 и 18, выходы которых соединены с входами ЛЕ И 17 и 18, выходы которых соединены с входами ЛЕ ИЛИ 6 и 7. Второй вход ЛЕ 7 соединен с выходом ЛЕ 5, вход которого соединен со вторым входом ЛЕ 4 и выходом ЛЕ 9. Вторые входы ЛЕ 17 и 18 соединены с выходами триггера 16, входы которого соединены с выходами комбинированных ИМС 14 и 20, первый и четвертый входы ИМС 14 соединены соответственно с выходами ФЛI 13 и 15, и ИМС 20 - так же соответственно с ИМС 19 и 21.

На фиг. 3 изображены основной (для обычной рельсовой цепи) и первый дополнительный генератор, выходы которых через соответствующие ограничители тока 37 и 40, фильтры 38 и 41 соединены с входом путевого трансформатора 42, выход которого посредством рельсовой линии 43 соединен с входом релейного трансформатора 44, выход которого через фильтр 48 соединен с обмоткой путевого реле 49. Второй дополнительный генератор 45 через второй дополнительный резистор 46 и второй дополнительный фильтр соединен с выходом трансформатора 44. К входам первого 41 и второго 47 фильтров подсоединены соответственно узлы 50 и 51 (схемы А). Входами каждой из схем являются входы АЦП 50.1 (схема узла 51 имеет АЦП и другие аналогичные элементы). Выходы АЦП 50.1 соединены с частью адресных линий первого и второго ППЗУ 50.2 и 50.3. Другие части адресных входов соединены с выходами регистров, а именно: выходы регистра 50.5 соединены с входами первого ППЗУ 50.2, а выходы второго регистра 50.4 - с входами второго ППЗУ 50.3. Выходы ППЗУ 50.2 и 50.3 соединены соответственно с входами регистров 50.4 и 50.5.

Работа схемы состоит в следующем. Оператор (дежурный по станции) выбирает режим работы схемы. При разомкнутом состоянии переключателя 12 импульсы с тактового генератора 8 через элемент ЗАПРЕТ 10 поступает на входы ЛЕ И 17 и 18, один из которых прозрачен для этих импульсов, и далее через ЛЕ ИЛИ 6 или 7 поступает на линии б или к. Работой элементов И 17 и 18 управляет триггер 16, который устанавливается, если на путь входит состав с локомотивом (маневры производятся осаживанием) и сбрасывается при выходе локомотива с пути. Установка триггера происходит в момент вступления состава на секцию 3СП (на линии 33 повышается потенциал) при занятой секции IСП (на линии 32 потенциал повышен). На выходе ФЛI 13 кратковременно повышается потенциал и посредством верхнего по схеме ЛЕ И и ЛЕ ИЛИ комбинированной ИМС 14 устанавливается триггер 16. При движении маневрового состава на путь с другой горловины, триггер 16 так же устанавливается за счет шин 34 и 35 и ИМС 15 и 14. При уходе локомотива с пути в сторону секции IСП последняя занимается и на линии 32 повышается потенциал. После освобождения секции 3СП на линии 33 снижается потенциал, что формирует на выходе ФЛI 19 импульс ЛЕ. Благодаря этому импульсу на выходе ИМС 20 повышается потенциал и сбрасывает триггер 16. Аналогичный сброс произойдет и при выходе состава с пути на секцию 2СП. На линии 34 повышен потенциал, а в момент освобождения участка 4СП (линия 35) на выходе ФЛI 21 формирователя ЛЕ, что и приводит триггер в исходное состояние посредством ИМС 20.

Таким образом, на линии б (контроль состояния балласта) появляются импульсы за счет генератора 8 при отсутствии локомотива на пути. В это время напряжение питающего конца рельсовой линии может изменяться только за счет изменения состояния балласта. На линии к (контроль длины свободного участка) появляются импульсы от генератора 8 при наличии локомотива. В этом случае контролируется, по величине напряжения конца, расстояние от крайнего вагона (локомотива) до границы пути. В течение всего времени контроля упомянутого расстояния, сопротивление балласта считается неизменным. Однако при длительном нахождении локомотива на пути сопротивление балласта может существенно изменится. Поэтому при нахождении локомотива на пути больше заданного времени (30 мин) устройство должно быть отключено. При неотключении устройства после одного часа нахождения локомотива балласт не может сильно высохнуть и не приведет к существенной ошибки в определении расстояния от границы пути до крайней подвижной единицы. Если же при нахождении на пути начнется дождь и балласт начнет резко снижать свое сопротивление, то это приводит к ложному укорочению фактического расстояния от границы пути до подвижного состава, что не приводит к опасной ситуации.

Узел контроля состояния балласта и занятости пути работает следующим образом. Генератор 36, ограничитель 37, фильтр 38, путевой трансформатор 42, рельсовая линия 43, релейный трансформатор 44, фильтр 48, путевое реле 49 является элементами типовой рельсовой цепи и в пояснении не нуждается. На фиг.3 показаны элементы и узлы двух аналоговых устройств определения расстояния от границ (левой и правой) пути до концов подвижного состава. В состав одного из них входят генератор 39, ограничитель 40, фильтр 41 и схемный узел А 50. В состав другого входит генератор 45, ограничитель 46, фильтр 47, узел А 51.

Работа устройства протекает следующим образом. Напряжение с входа фильтра 41, которое зависит от состояния балласта и степени свободности пути, поступает на вход АЦП 50.1. С выхода АЦП двоичный код создает правый полуадрес на ППЗУ 50.2 и 50.3. Вторые полуадреса определяются состоянием регистров 50.4 и 50.5.

При свободном путевом участке посредством контакта П происходит обнуление регистра 50.5. Второй полуадрес ППЗУ 50.2 (входы АО, А1, А2, А3) содержат логические нули (ЛН). Поэтому на выходе ППЗУ 50.2 присутствует информация о состоянии балласта, которая является функцией напряжения конца рельсовой линии. За счет того, что путевой участок свободен от локомотива (в данном случае и от подвижного состава), импульсы от генератора и линию б поступают на вход синхронизации С регистра 50.4 и осуществляют запись информации в этот регистр с ППЗУ 50.2. При появлении импульсов на линии к осуществляется запись информации в регистр 50.5 о свободной части пути. Эта информация формируется на выходе ППЗУ 50.3 за счет информации на входе о состоянии балласта (с выхода регистра 50.4) и информации о напряжении на конце рельсовой линии, которая зависит (при неизменном состоянии балласта) от длины свободной части конца пути.

Функции ППЗУ 50.3 (прошивка) обеспечивает состояние между напряжением на входе рельсовой линии от длины свободной части пути при каждом из значений (линии А4-А7) сопротивления балласта. Аналогично работает и ППЗУ 50.2, но интерпретирует величину, пропорциональную сопротивлению изоляции (состояние балласта).

Использование: для контроля заполнения пути и контроля входа подвижного состава на путь. Сущность изобретения: длина свободной части пути определяется по разнице между фактическим и заданным уровням и сигнала рельсовой линии. Последний корректируется по изменению входного сопротивления рельсовой линии. Устройство содержит пять формирователей сигнала логической единицы, формирователь сигнала логического нуля, четыре элемента И, два элемента ИЛИ, два элемента И-ИЛИ-НЕ. 3 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ контроля заполнения пути, заключающий в том, что задают уровень сигнала в рельсовой линии на свободном участке пути, определяют фактический уровень сигнала в рельсовой линии на занятом контрольном участке пути, который сравнивают с заданным, определяют разницу между ними, по которой определяют длину свободной части контрольного участка пути, отличающийся тем, что задают величину входного сопротивления рельсовой линии свободного участка пути, определяют фактическую величину входного сопротивления рельсовой линии свободного контрольного участка пути, которую сравнивают с заданной, и определяют разницу между ними, по которой определяют корректирующий уровень сигнала в рельсовой линии, на который уменьшают заданный уровень сигнала в рельсовой линии свободного контрольного участка при превышении заданной величиной входного сопротивления рельсовой линии фактической. 2. Устройство для контроля заполнения пути, содержащее генератор переменного сигнального тока, выход которого через ограничитель тока подключен к входу полосового фильтра, выход которого через путевой трансформатор подключен к рельсам рельсовой линии контрольного участка пути, и путевое реле, отличающееся тем, что оно снабжено постоянными программируемыми блоками памяти, регистрами источником постоянного тока, и аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен через ограничитель тока к выходу генератора переменного сигнального тока, а выходы - к одним адресным входам одного и другого постоянных программируемых блоков памяти, другие адресные входы которых соединены соответственно с выходами одного и другого регистров, информационные входы которых подключены соответственно к выходам второго и первого упомянутых постоянных программируемых блоков памяти, входы синхронизации которых предназначены для подключения к выходам элементов ИЛИ устройства для контроля входа подвижного состава на путь, а вход сброса второго регистра подключен через фронтовой контакт путевого реле к одному из полюсов источника постоянного тока. 3. Устройство для контроля входа подвижного состава на путь, содержащее подключенные к источнику питания стрелочно-путевые реле смежных стрелочно-путевых участков, отличающееся тем, что оно снабжено генератором импульсов, элементами ИЛИ, элементами запрета, элементами И, элементами И-ИЛИ-НЕ, триггером, переключателем, резисторами, формирователем сигнала логического нуля и формирователя сигнала логической единицы, вход первого из которых через контакт первого стрелочно-путевого реле и первый резистор подключен к источнику питания, а выход - к одному из входов первого элемента И и входу формирователя сигнала логического нуля, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И и первого элемента запрета, выходы которых соединены соответственно с первыми входами одного и другого элементов ИЛИ, а вторые входы - с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенным к первому входу второго элемента запрета, к второму входу которого и второму входу третьего элемента И через второй резистор и контакт переключателя подключен источник питания, а выход второго элемента запрета соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены с вторыми входами элементов ИЛИ, а вторые входы - с выходами триггера, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ, первые и вторые входы которых подключены соответственно к выходам второго, третьего, четвертого и пятого формирователей сигнала логической единицы, при этом входы второго и четвертого формирователей сигнала логической единицы подключены к источнику питания через первый резистор и контакт первого стрелочно-путевого реле, входы третьего и пятого формирователей - через третий резистор и контакт второго стрелочно-путевого реле, третьи входы одного и другого элементов И-ИЛИ-НЕ - через четвертый резистор и контакт третьего стрелочно-путевого реле, четвертые входы одного и другого элементов И-ИЛИ-НЕ - через пятый резистор и контакт четвертого стрелочно-путевого реле, а выходы элементов ИЛИ предназначены для подключения к входам синхронизации регистров устройства для контроля заполнения пути.