СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЙ ОТМЕТКИ ПРОХОДА КОЛЕСНЫХ ПАР РЕЛЬСОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 1998 года по МПК B61L1/16 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для регистрации проследования подвижного состава по контролируемому участку пути.

Известен способ дистанционной отметки прохода колесных пар, позволяющий контролировать занятость путевых участков, при котором точечные путевые датчики устанавливают на границах контролируемого участка, сигналы с них подают на счетно-контрольные блоки, затем - к реверсивному счетчику, которым осуществляют сложение или вычитание (в зависимости от направления движения) импульсов, поступающих со счетно-контрольных блоков, и контролируют количество осей, находящихся в каждый момент времени на путевом участке. Если разность осей, зафиксированных счетно-контрольными блоками начала и конца участка, не равна нулю, участок считают занятым и включают реле занятости; любое повреждение в схеме также фиксируют включением реле занятости. В противном случае участок считают свободным и выключают реле занятости.

Недостатком известного способа является низкая надежность вследствие низкой помехозащищенности полезной информации при передаче импульсов постоянного тока по линии связи от счетно-контрольного блока к реверсивному счетчику (Вахнин М. И. , Ильенков В.И., Котляренко Н.Ф., Шишляков А.В. Путевая блокировка и авторегулировка, М: Транспорт, 1974, с. 152-163)
В способе дистанционной отметки прохода колесных пар, использующем устройство для счета осей транспортного средства, содержащее путевые датчики, формирователь импульсов счета, блок фиксации момента изменения направления движения транспортного средства, блок регистров хранения информации, блок записи и выборки регистров и блок синхронизации, при проходе колесных пар над датчиками сигналы с выходов датчиков передают на формирователь импульсов, а с его выход - на вход блока фиксации момента изменения направления; под действием тактового импульса сформированный импульс счета подают на счетчик осей и одновременно устанавливают элементы формирователя в нулевое состояние; с помощью блока регистров хранения информации обеспечивают хранение количества осей до и после момента изменения информации. Однако при питании напольной аппаратуры постоянным током требуется преобразователь переменного тока в постоянный и блок синхронизации, т.е., по сравнению с питанием датчиков переменным током требуется дополнительная аппаратура (Авт. св. СССР N 1079516, МКИ B 61 L 1/16, опубл. 15.03.84, БИ N 10).

На грузонапряженных участках железных дорог, в контрольных пунктах учета подвижного состава, регистрации перехода его через стыковые пункты железных дорог используют способы автоматического счета времени и осей проходящих составов.

Согласно одному из этих способов на контрольном участке устанавливают датчики с педальными ячейками; в качестве первичного датчика используют трансформаторно-компенсационную педаль, первичную обмотку которой запитывают от источника переменного тока. При отсутствии колеса сигнал на выходе датчика равен нулю; появление ферромагнитной массы колеса между рельсом и магнитопроводом датчика приводит к появлению на выходе датчика сигнала счета оси, этот сигнал по двух- или трехпроводной линии связи передают на вход исполнительного элемента, с помощью которого фиксируют количество проследовавших осей; в зависимости от появления сигнала на одном из выходов блока определения направления подключают соответствующие шины счета осей с реверсивными счетчиками условных вагонов и выдают информацию о количестве условных вагонов на контролируемом участке пути; при помощи счетчика тележек вагонов фиксируют проход физических вагонов, в зависимости от направления движения суммируют или вычитают физические вагоны и выдают информацию о их числе. Положительным фактором является то, что напольная аппаратура питается переменным током, но для каждого датчика требуется по два провода питания и три сигнальных провода, что увеличивает расход кабеля и стоимость аппаратуры. Кроме того, на выходе датчика получают сигнал небольшой мощности, подверженный влиянию помех (Бухгольц В.П., Красовский Г.А., Штанке А.Э., Путевые датчики контроля подвижного состава на рельсовом транспорте М.: Транспорт", 1976, с. 49-50, 89-91).

Известно техническое решение, при котором на участке пути располагают передающие устройства, излучающие вдоль пути очень короткие импульсы, которые отражаются от каждой оси, действующей как короткое замыкание. Отраженные импульсы принимают приемными устройствами, тем самым обнаруживают ось. Каждым приемопередатчиком циклически обследуют контролируемый участок пути, а результат многократных проверок передают на центральный пост при помощи фазово- импульсной или частотно-импульсной манипуляции. Многократные проверки контролируемого участка позволяют уменьшить вероятность ошибки путевых датчиков, но информация на центральный пост не передается циклически, поэтому высока вероятность возникновения ошибки в линии связи (Заявка ФРГ N 3010144, МКИ5 B 61 L 21/06, опубл. 24.09.81, N 39).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности, принятым в качестве прототипа, является способ дистанционной отметки прохода колесных пар, применяемый в путевой блокировке фирмы Siemens. Электронные точечные путевые датчики устанавливают на рельсы по концам контролируемого участка, в путевом ящике возле пути располагают напольный электронный блок, генераторы частот f1 и f2, усилители и электронную защиту, по двухпроводной линии на исполнительный элемент передают частоты f1 и f2 при отсутствии колеса в зоне действия датчиков. При появлении в этой зоне ферромагнитной массы колеса магнитные потоки обмоток шунтируются на рельс, сигналы на выходе датчиков исчезают, что воспринимается исполнительными элементами как импульс счета оси.

Однако при этом способе требуются преобразователи для формирования сигналов с частотами f1 и f2. Мощность преобразователей ограничивается подводимой мощностью постоянного тока и мощностью выходных усилительных каскадов. Частоты f1 и f2 имеют типовые значения порядка единиц килогерц, а следовательно, большое затухание и значительные потери мощности при передаче по существующим низкокачественным линиям связи с большой емкостью между жилами кабеля. (Бухгольц В.П., Красовский Г.А., Штанке А.Э.. Путевые датчики контроля подвижного состава на рельсовом транспорте. М.: Транспорт, 1976, с.48-49, 82-84).

Задача, положенная в основу предлагаемого способа, заключается в упрощении аппаратуры и повышении надежности функционирования системы за счет повышения помехозащищенности передаваемой информации.

Поставленная задача решается следующим образом. При реализации предлагаемого способа дистанционной отметки прохода колесных пар рельсового подвижного состава от напольной аппаратуры, включающей в себя путевой датчик и напольный электронный блок и получающей питание со стороны приемного устройства, по двухпроводной линейной цепи передают к приемному устройству сообщения о проходе колесных пар и исправности напольной аппаратуры, согласно предлагаемому способу, для передачи сообщений в двухпроводную линейную цепь со стороны приемного устройства подают переменный электрический ток, используемый после выпрямления для питания элементов напольного электронного блока, а сообщения формируют в виде помехозащищенной кодовой посылки и передают циклически путем манипуляции полуволнами тока.

Новый технический результат заключается в том, что при питании напольной аппаратуры переменным током, например, промышленной частоты не требуется дополнительной аппаратуры для преобразования рода тока; снижается уровень электромагнитных помех за счет уменьшения спектра гармоник по сравнению с передачей по линии связи информации импульсами постоянного тока; улучшаются условия подведения и преобразования энергии переменного тока; повышается надежность функционирования системы за счет синхронизации от общего источника питания переменного тока. Кроме того, манипуляция полуволнами тока в линейной цепи со стороны напольного электронного блока, то есть манипуляция электрической энергией отдаленного помещения, позволяет избежать ограничения по мощности передаваемого сигнала и существенно повысить помехозащищенность способа. При токовой манипуляции практически не изменяется напряжение в линии, что исключает влияние на соседние каналы через емкость кабеля.

Таким образом, перечисленная совокупность признаков по сравнению с прототипом позволяет упростить аппаратуру и повысить надежность функционирования системы за счет повышения помехозащищенности передаваемой информации.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность использования заявляемого способа в промышленности позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость".

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена структурная схема устройства, позволяющего реализовать указанный способ; на фиг.2 и 3 - некоторые из возможных вариантов передачи сообщений в линейную цепь переменным электрическим током промышленной частоты с амплитудной или амплитудно-фазовой манипуляцией.

Приемное устройство ПУ (см. фиг. 1) располагают, например, на посту электрической централизации. ПУ содержит декодер 1, воспринимающее устройство 2 и различитель полуволн 3. Напольный электронный блок НЭБ, связанный с ПУ двухпроводной линейной цепью ЛЦ, состоит из ключа 4, различителя полуволн 5, выпрямителя 6, кодера 7 и первичного преобразователя 8, в который поступает информация с путевого датчика 9.

В двухпроводную линейную цепь ЛЦ со стороны приемного устройства ПУ через воспринимающее устройство 2 подают переменный электрический ток, например, промышленной частоты, из которого с помощью различителей полуволн 3 и 5 выделяют сигнал для синхронизации работы кодера 7 и декодера 1. На выходе выпрямителя 6 получают постоянное напряжение для питания элементов напольного электронного блока НЭБ. Путевым датчиком 9 фиксируют количество колесных пар, прошедших через контрольный участок. Первичным преобразователем 8 и кодером 7 формируют помехозащищенный код. Посредством управляемого различителем полуволн 5 кодера 7 и ключа 4 циклически передают информацию в линейную цепь ЛЦ. Ток через замкнутый ключ 4 подают с поста электрической централизации, поэтому величина тока может быть сколь угодно велика, что позволяет избежать ограничения по мощности передаваемого сигнала. В то же время при токовой манипуляции практически не изменяется величина напряжения в линейной цепи, что исключает влияние на соседние каналы через емкость кабеля. Некоторые из возможных вариантов формы тока в линейной цепи показаны на фиг. 2 и 3. Воспринимающее устройство 2 принимает информацию из линейной цепи ЛЦ и передает ее в декодер 1, управляемый различителем полуволн 3. На выходе декодера 1 получают информацию о количестве колесных пар, зафиксированных путевым датчиком 9.

Таким образом, положительный эффект предложенного способа заключается в следующем: питание напольной аппаратуры переменным током, в том числе током промышленной частоты, позволяет отказаться от дополнительной аппаратуры для преобразования рода тока, снизить уровень электромагнитных помех за счет уменьшения спектра гармоник по сравнению с передачей по линии связи информации импульсами постоянного тока, улучшить условия подведения и преобразования энергии переменного тока, повысить надежность функционирования системы за счет синхронизации от общего источника питания переменного тока; циклическая передача информации помехозащищенным кодом позволяет существенно повысить помехозащищенность передаваемой информации за счет того, что помехозащищенный код позволяет обнаруживать ошибки в передаваемой информации, а циклическая передача - восстановить информацию, потерянную в предыдущих циклах; при сбое информации в одном цикле устранение ошибки производится следующим циклом; при сбое информации в N или более циклах подряд (где N - определенное целое число) приемным устройством делается вывод о неисправности линейной цепи; манипуляция током линейной цепи при передаче сообщений к приемному устройству позволяет избежать ограничения по мощности передаваемого сигнала и исключает влияние на соседние каналы через емкость кабеля.

Использование: для регистрации проследования подвижного состава по контролируемому участку пути. Сущность изобретения: от напольной аппаратуры, включающей в себя путевой датчик и напольный электронный блок, передают к приемному устройству сообщения о проходе колесных пар и исправности напольной аппаратуры путем манипуляции полуволнами тока, подаваемого со стороны приемного устройства, сообщения формируют циклически в виде помехозащищенной кодовой посылки и передают циклически. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ дистанционной отметки прохода колесных пар рельсового подвижного состава, при котором от напольной аппаратуры, включающей в себя путевой датчик и напольный электронный блок и получающей питание со стороны приемного устройства, по двухпроводной линейной цепи передают к приемному устройству сообщения о проходе колесных пар и исправности напольной аппаратуры, отличающийся тем, что для передачи сообщений в двухпроводную линейную цепь со стороны приемного устройства подают переменный электрический ток, используемый после выпрямления для питания элементов напольного электронного блока, а сообщения формируют в виде помехозащищенной кодовой посылки и передают циклически путем манипуляции полуволнами тока. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для подачи в линейную цепь со стороны приемного устройства используют переменный электрический ток промышленной частоты.