УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА Российский патент 1994 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к контролю за движением поездов.

Известно устройство отслеживания движения поезда, выбранное в качестве прототипа, содержит путевые трансформаторы, связанные с рельсовыми линиями смежных контрольных участков, блок коммутации, одним входом включенный к генератору импульсов, а выходом связанный с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу порогового элемента.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает контроля за местом нахождения подвижного состава в пределах рельсовой цепи.

Цель изобретения - повышение точности контроля за местом нахождения головы поезда в условиях непрерывно изменяющегося сопротивления изоляции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отслеживания движения поезда, содержащее путевые трансформаторы, связанные с рельсовыми линиями смежных контрольных участков, блок коммутации, одним входом подключенный к генератору импульсов, а выходом связанный с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу порогового элемента, снабжено выпрямителем, фильтром нижних частот и резисторами, один из которых подключен выводом к одному рельсу рельсовой линии, одного и одному рельсу рельсовой линии, другого смежных контрольных участков. Блок коммутации выполнен с дополнительными выходами, каждый из которых подключен через соответствующий резистор к обмотке путевого трансформатора, каждый из других выводов - к рельсам рельсовой линии каждого контрольного участка. Первый выход соединен с первой обмоткой второго путевого трансформатора, вторая обмотка которого соединена с входом выпрямителя, выходом соединенного с входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя. Блок контроля занятости участка имеет один и другой дополнительный входы, соединенные соответственно с выходом порогового элемента и выходом генератора импульсов, и содержит регистры, блок памяти, субтрактор и элемент И-НЕ, выход которого подключен к входу синхронизации первого регистра, выходы которого подключены к одним входам блока памяти и одним входам субтрактора, другие входы которого подключены к выходам другого регистра, соединенный с другими входами блока памяти. Информационными входами регистров образован первый вход блока. Первым входом элемента И-НЕ образован второй выход блока. Вторым входом элемента И-НЕ и входам синхронизации второго регистра образован третий вход блока, а выходами субтрактора - выход блока.

Заявленный контроль напряжений смежных участков с последующим сравнением этих напряжений, а также фиксация одного из них в момент подхода поезда к контрольной точке (место расположения изостыка) и дальнейшее сравнение его с текущим напряжением смежного участка (где находится приближающийся поезд) позволяют осуществить контроль расстояния от головы поезда до контрольной точки.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

В условиях реальной рельсовой цепи согласно заявляемому способу осуществлен контроль за напряжениями между рельсами двух смежных путевых участков. Выяснилось, что после прохода поезда наступил перекос напряжений (из-за утряски балласта и изменения сопротивления рельсами и землей за счет истирания ржавчины с подошвы рельса и скреплений) не превышающий 1,5%. Перекос напряжений в условиях отличных от тех, в которых был проведен эксперимент, может быть и более существенным, однако он не превысит 3%, что позволит определить расстояние между контрольной точкой и локомотивом (не менее шести осей) с точностью, которая не будет хуже 5% расстояния между локомотивом и контрольной точкой. В соответствии с вышесказанным осуществлялось квантование по уровню АЦП, а следовательно, и прошивка ППЗУ.

На чертеже представлена электрическая схема соединения блоков и элементов предложенного устройства.

Устройство отслеживания движения поезда содержит рельсовую линию 1 с путевыми участками 1.1 и 1.2, изолирующий стык 2, резисторы 3,7 и В, блок коммутации 4 с усилителем, обмоткой реле 4.2, контактами реле 4.2.1, 4.2.2, 4.2.3 и 4.2.4, а также минусовым полюсом источника питания 4.3, тактовый генератор 5, путевой и релейный трансформаторы 6 и 9, выпрямительный мост 10, фильтр нижних частот 11, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, первый и второй регистры памяти (RG) 13 и 14, блок памяти РROM 16, субстрактор (SUB) 17, пороговый элемент (ПЭ) 18, с элементами И 18.1, НЕ 18.2, ИЛИ-НЕ 18.3, а также элемент И-НЕ 15. Элементы 13-17 объединены в блок контроля занятости участка 19.

В статическом состоянии (при отсутствии поезда) на выходе порогового элемента потенциал повышен. Блок 18 назван пороговым потому, что если напряжения на рельсовых цепях 1.1 и 1.2 отличается на две единицы (в двоичном коде на выходе АЦП) и более, т.е. превышается контрольное значение +1, на выходе SUB 17, то фиксируется состояние второго регистра. Путевой трансформатор 6 входом соединен с полюсами источника питания 6.1 и 6.2, а выходом через резисторы 7 или 8, блок коммутации БК 4 - к одному из путевых участков 1.2 или 1.1. Релейным трансформатором так же через блок коммутации входом подсоединен к одному из путевых участков 1.1 или 1.2, а выходом к выпрямительному мосту 10, выход которого через фильтр 11 соединен с входом АЦП 12, выход которого соединен с входами регистров 13 и 14, выходы которых соединены со входами блока 16 и SUB 17, выходы последнего соединены с входами ПЗ 18, выход которого - с одним входом элемента И-НЕ 15, выход которого соединен с входом синхронизации второго регистра 14, а второй вход - с входом синхронизации первого регистра 13, входом блока коммутации 4 и выходом тактового генератора. Путевые участки 1.1 и 1.2 объединены по одному рельсу, а по второму соединены через резистор 3. Величины резисторов 3, 6 и 7 составляют примерно 1 ОМ.

Итак, при отсутствии поезда напряжение на путевых участках 1.1 и 1.2 примерно равны. Если реле 4.2 возбужденно, то питание от трансформатора 6 подается на путевой участок 1.2, а контролируется через релейный трансформатор на участке 1.1. Интервал переключения определяется работой тактового генератора 5, который должен создавать импульсы с интервалом не короче 15 fc, где fc - частота сигнального тока (ПХ, ОХ). Это необходимо для того, чтобы запись информации о направлении путевого участка 1.1 происходила в регистр 13, а путевого 1.2 - в регистр 14 после окончания переходного процесса. В каждом из регистров происходит обновление информации по срезу или фронту импульса с генератора 5. До тех пор, пока участок 1.1 свободны, на выходах регистров двоичные коды почти одинаковы и на выходе SUB 17, могут появиться числа (+1-0001, 0-0000, -1-1111), которые обеспечат высокий потенциал на выходе БП. При этом информация с выхода ППЗУ 16 не используется (не показано). В это время элемент 15 прозрачен для импульсов генератора 5 на вход регистра 14. Причем, импульсы инвертируются элементом 15. Поэтому в регистр 13 осуществляется запись информации по срезу импульса с генератора 5, а в регистр 14 - по фронту. Питающий и релейный (приемный) концы непрерывно меняются местами за счет импульсной работы реле 4.2, которое работает синхронно (с небольшим отставанием) с генератором 5. Резисторы 7 и 8 позволяют снизить влияние продольной асимметрии и исключить короткое замыкание, а также существенно влияют на точность контроля места нахождения головы поезда. При отсутствии поезда на выходах обоих регистров информация одинаковая (почти одинакова). Если в зоне контроля появляется подвижной состав (при частоте сигнального тока 50 Гц эта зона около 1000 м), то напряжение на приемном конце, когда им является участок 1.1, становится меньше, чем на приемном конце, когда им является участок 1.2. Сравнение напряжений релейных концов и выполняет предлагаемое устройство. С момента, когда разность напряжений между релейными концами (определяется SUB 17) превысила порог элемента 18, то на его выходе снижается потенциал, фиксируя состояние второго регистра. Это напряжение целиком зависит (при прочих равных условиях) от сопротивления изоляции. Поэтому на вход А2 блока 16 поступает информация о состоянии балласта, а на вход А1 - значение текущего напряжения с путевого участка 1.1, которое зависит от сопротивления изоляции, и от места нахождения головы поезда. В блок 16 заносится (подшивается) информация которая соответствует расстоянию от поезда до контрольной точки, для каждого состояния балласта (Ru=1; 1,02; 1,04; 1,07; 1,1; и т.д. Ом ˙ км). Таким образом, на выходе блока 16 по адресу составленном из двух полуадресов (А1 и А2) выбирается ячейка памяти (8 бит) где хранится информация о расстоянии между головой поезда и контрольной точкой.

Предусмотрены элементы не первого класса надежности, поэтому устройство должно иметь второй комплект и узел контроля синхронной работы.

Использование предлагаемого способа отслеживания движения поезда позволит с достаточно высокой точностью контролировать место нахождения головы поезда. На базе этого можно будет осуществить контроль скорости движения поезда.

Использование предложения (поочередное подключение питающих или релейных приборов к рельсовой линии с контролем напряжения на релейном конце) позволит контролировать свободность путевого участка независимо от состояния балласта.

Использование: для отслеживания движения поезда. Сущность изобретения: устройство содержит блок коммутации, тактовый генератор, два трасформатора, выпрямительный мост, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, два регистра, элемент И - НЕ, блок памяти, субтрактор, пороговый элемент. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА, содержащее путевые трансформаторы, связанные с рельсовыми линиями смежных контрольных участков, блок коммутации, первым входом подключенный к генератору импульсов, а выходом связанный с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу блока контроля занятости участка, выход которого подключен к входу порогового элемента, отличающееся тем, что оно снабжено выпрямителем, фильтром нижних частот и резисторами, один из которых подключен выводами к одному рельсу рельсовой линии одного и одному рельсу рельсовой линии другого смежных контрольных участков, блок коммутации выполнен с дополнительными выходами, каждый из которых подключен через соответствующий резистор к обмотке первого путевого трансформатора, каждый вход - к рельсам рельсовой линии каждого контрольного участка, а первый выход соединен с первой обмоткой второго путевого трансформатора, вторая обмотка которого соединена с входом выпрямителя, выходом соединенного с входом фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а блок контроля занятости участка имеет один и другой дополнительные входы, соединенные соответственно с выходом порогового элемента и выходом генератора импульсов, и содержит регистры, блок памяти, субтрактор и элемент И-НЕ, выход которого подключен к входу сихронизации первого регистра, выходы которого подключены к одним входам блока памяти и одним входам субтрактора, другие входы которого подключены к выходам другого регистра, соединенным с другими входами блока памяти, при этом информационными входами регистров образован первый вход блока, первым входом элемента И-НЕ образован второй вход блока, вторым входом элемента И-НЕ и входом синхронизации второго регистра образован третий вход блока, а выходами субтрактора образован выход блока.