РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 2004 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к тональным рельсовым цепям.

Известны частотные рельсовые цепи [Аркатов В.С. и др. Рельсовые цепи магистральных железных дорог. - М.: Транспорт, 1992, стр.332-336] с путевым приемником [Дмитриев В.С., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. - М.: Транспорт, 1992, стр.85-87]. В качестве порогового элемента в нем используется триггер на транзисторах VT7 и VT8 [Дмитриев В.С., Минин В.А. Системы автоблокировки с рельсовыми цепями тональной частоты. - М.: Транспорт, 1992, стр.83, рис.2.23].

Недостатком известных рельсовых цепей является низкая надежность работы при пониженном сопротивлении изоляции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа рельсовая цепь [А.с. 1799784, B 61 L 23/16 от 07.03.93, Бюл. №9, 1993 г., “Рельсовая цепь” авторы: Полевой Ю.И., Кравцов Н.А., Стрельцов С.К. (прототип)], содержащая генератор 1 (генератор, фильтр и резистор), рельсовые линии, согласующие элементы, фильтры, выпрямители, резисторы, аналого-цифровые преобразователи, субтрактор (вычитатель), сумматор, логические элементы, генератор, регистр.

Недостатком известной рельсовой цепи является низкая шунтовая чувствительность при пониженном сопротивлении изоляции.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности контроля состояния путевого участка.

Технический результат достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая путевой генератор, рельсовую линию, согласующий трансформатор, выпрямитель, резистор, логические элементы - логический элемент И и логический элемент ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь, регистр, генератор, субтрактор, снабжена путевым приемником, другим согласующим трансформатором, фильтром, конденсатором, мультиплексором и двумя триггерами, причем выход путевого генератора через согласующий трансформатор подсоединен к одному концу рельсовой линии, к другому концу которой через другой согласующий трансформатор подсоединен вход фильтра, выход которого соединен с аналоговыми входами путевого приемника, которые являются входами выпрямителя, выходы которого через резистор подключены к аналоговым входам аналого-цифрового преобразователя, к которым подсоединен и конденсатор, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с первыми входами регистра и вторыми входами субтрактора, первые входы которого соединены с выходами регистра, а выходы - с входами мультиплексора, один из выходов которого соединен со входами сброса первого и второго триггеров, другой выход мультиплексора соединен с установочным входом второго триггера, а третий выход этого же мультиплексора соединен с установочным входом первого триггера, выход которого соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с вторым входом путевого приемника, выход логического элемента ИЛИ соединен со вторым входом логического элемента И, третий и четвертый входы элемента И соединены соответственно с первым входом путевого приемника и выходом генератора, а первый вход логического элемента И - с выходом второго триггера и выходом путевого приемника, выход путевого приемника соединен с первым входом следующего путевого приемника и вторым входом предыдущего.

На фиг.1 представлена схема соединения приборов четырех смежных путевых участков ЗП, 5П, 7П и 9П. На фиг.2 изображена схема путевого приемника ПП.

Рельсовые цепи лучевых участков ЗП, 5П, 7П и 9П (фиг.1) содержат рельсовые линии], 2, 3. 4; трансформаторы 5, 6, 7, 8; путевые генераторы 9, 10; фильтры П, 12, 13, 14; путевые приемники 15, 16, 17, 18. Путевой приемник (фиг.2) содержит выпрямитель 19, резистор 20, конденсатор 21, аналого-цифровой преобразователь 22, регистр 23, субтрактор 24, мультиплексор 25, триггеры 26, 27, логический элемент ИЛИ 29, логический элемент И 30.

Элементы схемы соединены следующим образом: к выходу генератора 9 через трансформатор 5 подсоединен один конец путевого участка 1, к другому концу которого через трансформатор 6 подсоединены фитьтры 11 и 12, к выходу которых подсоединены соответственно аналоговые входы путевых приемников 15 и 16. Выход путевого генератора 10 через трансформатор 7 подсоединен к концам путевых участков 2 и 3. К смежным концам участков 3 и 4 через трансформатор 8 подсоединены фильтры 13 и 14, к выходам которых подсоединены соответственно аналоговые входы путевых приемников 17 и 18. Выходы и входы приемников 15, 16, 17 и 18 соединены между собой следующим образом: выход приемника 15 соединен с первым входом приемника 16, выход которого соединен с первым входом приемника 17 и вторым входом приемника 15, выход приемника 18 соединен с первым входом приемника 17 и вторым входом приемника 16. Аналогично соединены и приемники других смежных участков, прилегающих к рассматриваемой части перегона.

Путевые приемники 15, 16, 17 и 18 имеют одинаковую схему соединений, которая приведена на фиг.2. Первый и второй входы приемника обозначены соответственно буквами А и С, а выход - буквой В.

Аналоговый вход имеет буквенные обозначения Х и Y. Аналоговый вход приемника соединен с входом выпрямителя 19, выход которого через резистор 20 соединен с входом аналогово-цифрового преобразователя 22, к которому также подключен и конденсатор 21. Выходы аналогово-цифрового преобразователя 22 соединены с первым входом регистра 23 и вторыми входами субтрактора 24, первые входы которого соединены с выходами регистра 23, а выходы - с входами мультиплексора 25. Мультиплексор имеет 16 выходов с 0 по 15, из которых задействовано только три: второй, четвертый и шестой. Второй и четвертый выходы соединены соответственно с установочными входами триггеров 26 и 27, а шестой выход - со входами сброса этих же триггеров. Выходы триггеров 26 и 27 соединены соответственно с первыми выходами логических элементов 29 и 30. Второй вход логического элемента 30 соединен с выходом логического элемента 29, второй вход которого соединен со вторым входом (С) путевого приемника, первый вход (А) которого соединен с третьим входом логического элемента 30, четвертый вход которого соединен с выходом генератора 28, а выход - со вторым входом регистра 23. Состояние путевого участка определяется по состоянию выхода триггера 27 или по выходу (В) путевого приемника.

Работу устройства рассмотрим на примере контроля состояния участка 2 (7П). Путевой генератор 10 выдает немодулированный сигнал тональной частоты (420 Гц). Посредством трансформатора 7, рельсовой линии 2, трансформатора 6 и фильтра 12 этот сигнал поступает на аналоговый вход приемника 16, т.е. на вход выпрямителя 19. С выхода выпрямителя через сглаживающую RC цепочку с элементами 20 и 21 аналоговый сигнал подается на вход аналого-цифрового преобразователя 22, с выхода которого дискретный сигнал (двоичный код) поступает на второй вход субтрактора 24 и первый вход регистра 23. Запись информации (обновление) в регистр происходит при условии, что рассматриваемый и оба смежных с ним участка свободны. Контроль состояния предшествующего участка 2 (7П) осуществляется за счет связи между приемниками 15 и 16. При этом на втором входе элемента 30 присутствует потенциал логической единицы (ЛЕ), который поступает от первого входа путевого приемника (А).

Контроль состояния рассматриваемого 2 (7П) участка осуществляется по состоянию триггера 26, выход которого воздействует на первый вход логического элемента 30. На этом входе также должен быть потенциал ЛЕ. Состояние последующего участка 3 (5П) осуществляется за счет связи выхода путевого приемника 17 и второго входа (С) приемника 16. При этом на втором входе логического элемента 29 также присутствует потенциал ЛЕ. В ситуации, когда на трех входах логического элемента 30 присутствуют потенциалы ЛЕ, этот элемент становится прозрачным для импульсов с генератора (тактовый генератор) 28. Упомянутые импульсы поступают на второй вход (вход синхронизации С) регистра 23 и осуществляют запись (по фронту) в регистр информации с первого входа. Итак, обновление информации о текущем значении напряжения приемного конца рельсовой линии в регистре 23 происходит при свободном состоянии трех смежных участков.

Ниже будет приведена еще одна ситуация, когда происходит изменение содержимого регистра 23. Если происходит достаточно частое обновление информации в регистре (один раз в секунду), то из-за изменения сопротивления изоляции (отсутствует скачок) двоичный код на входе и выходе регистра 23 не будет отличаться более чем на единицу (+1, -1). Следовательно, на выходе субтрактора вычитателя, на первый вход которого поступает текущее значение напряжения конца рельсовой линии, а на второй - значение того же напряжения с задержкой в один такт работы генератора 28, может быть значение одного из трех чисел: +1, 0, -1. Упомянутые значения двоичного кода поступают на вход мультиплексора 25, на выходе которого позиционный код. Так как выходы 0, 1 и 15 мультиплексора не задействованы, то перечисленные числа не влияют на работу рельсовых цепей. С занятием предшествующего участка 1 на выходе путевого приемника 15 появляется потенциал логического нуля, что сказывается на работе логического элемента 30 (на третьем входе потенциал ЛН). Импульсы с генератора 28 не поступают на второй вход регистра 23 и обновление информации в регистре не происходит. На первом входе субтрактора 24 сохраняется число, пропорциональное напряжению конца рельсовой линии 2 перед вступлением поезда на путевой участок 1. Подход поезда к участку 2 и движение по этому участку вызывают снижение текущего напряжения рельсовой линии 2. При этом начинает расти число (двоичный код) на выходе субтрактора 25 и входе мультиплексора 25. Как только это число достигнет значения 6 (на выходе 6 мультиплексора 25 появится потенциал ЛЕ), оба триггера 26 и 27 будут сброшены, что укажет на занятие участка 2 (триггер 27) и контроль отслеживания наличия шунта на участке 2 и в его окрестности. После ухода поезда с участка 2, когда текущее напряжение приемного конца этого участка возрастет до значения, когда на выходе 4 мультиплексора 25 появится потенциал логической единицы, триггер 27 будет установлен (взведен) и обеспечит контроль освобождения участка 2. Дальнейшее продвижение поезда может привести к тому, что текущее напряжение конца рельсовой линии 2 достигнет значения, когда на выходе 2 мультиплексора 25 появится потенциал ЛН. При этом будет установлен триггер 26 и посредством элементов 29 и 30 вновь начнется воздействие генератора 28 на регистр 23, что позволит обновлять информацию в регистре. Если после освобождения участка 2 из-за намокания балласта напряжение на приемном конце этого участка существенно будет отличаться от того, какое было до вступления, то обновление информации в регистре 23 произойдет только при освобождении участка 3 (5П), если два предыдущих участка 1 и 2 (9П и 7П) свободны.

Анализ работы РЦ показывает, что предлагаемое устройство позволяет контролировать состояние путевого участка при снижении сопротивления изоляции ниже 0,1 Ом/км.

Для повышения безопасности движения поездов узлы устройства, исключая фильтры, изолирующие трансформаторы и генератор, должны быть троированы.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к тональным рельсовым цепям. Рельсовая цепь содержит путевой генератор, рельсовую линию, согласующий трансформатор, выпрямитель, резистор, логические элементы - логический элемент И и логический элемент ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь, регистр, генератор, субтрактор. Она снабжена путевым приемником, другим согласующим трансформатором, фильтром, конденсатором, мультиплексором и двумя триггерами. Выход путевого генератора через согласующий трансформатор подсоединен к одному концу рельсовой линии, к другому концу которой через другой согласующий трансформатор подсоединен вход фильтра, выход которого соединен с аналоговыми входами путевого приемника, которые являются входами выпрямителя, выходы которого через резистор подключены к аналоговым входам аналого-цифрового преобразователя, к которым подсоединен и конденсатор. Выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с первыми входами регистра и вторыми входами субтрактора, первые входы которого соединены с выходами регистра, а выходы - с входами мультиплексора, один из выходов которого соединен со входами сброса первого и второго триггеров. Другой выход мультиплексора соединен с установочным входом второго триггера, а третий выход этого же мультиплексора соединен с установочным входом первого триггера, выход которого соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с вторым входом путевого приемника. Выход логического элемента ИЛИ соединен со вторым входом логического элемента И, третий и четвертый входы элемента И соединены соответственно с первым входом путевого приемника и выходом генератора, а первый вход логического элемента И - с выходом второго триггера и выходом путевого приемника. Выход путевого приемника соединен с первым входом следующего путевого приемника и вторым входом предыдущего. В результате повышается надежность контроля путевого участка. 2 ил.

Рельсовая цепь, содержащая путевой генератор, рельсовую линию, согласующий трансформатор, выпрямитель, резистор, логические элементы - логический элемент И и логический элемент ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь, регистр, генератор, субтрактор, отличающаяся тем, что снабжена путевым приемником, другим согласующим трансформатором, фильтром, конденсатором, мультиплексором и двумя триггерами, причем выход путевого генератора через согласующий трансформатор подсоединен к одному концу рельсовой линии, к другому концу которой через другой согласующий трансформатор подсоединен вход фильтра, выход которого соединен с аналоговыми входами путевого приемника, которые являются входами выпрямителя, выходы которого через резистор подключены к аналоговым входам аналого-цифрового преобразователя, к которым подсоединен и конденсатор, выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с первыми входами регистра и вторыми входами субтрактора, первые входы которого соединены с выходами регистра, а выходы - с входами мультиплексора, один из выходов которого соединен со входами сброса первого и второго триггеров, другой выход мультиплексора соединен с установочным входом второго триггера, а третий выход этого же мультиплексора соединен с установочным входом первого триггера, выход которого соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с вторым входом путевого приемника, выход логического элемента ИЛИ соединен со вторым входом логического элемента И, третий и четвертый входы элемента И соединены соответственно с первым входом путевого приемника и выходом генератора, а первый вход логического элемента И - с выходом второго триггера и выходом путевого приемника, выход путевого приемника соединен с первым входом следующего путевого приемника и вторым входом предыдущего.