СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РЕЛЬСОВОЙ ЛИНИИ Российский патент 2006 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике для регулирования движения поездов.

Известен способ контроля состояния рельсовой линии (РЛ), заключающийся в том, что значение текущего напряжения на входе приемника сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения. Превышение значения текущего напряжения над пороговым напряжением освобождения фиксируют как свободное состояние РЛ, превышение порогового значения занятия над текущим значением напряжения - как занятое состояние РЛ [Котляренко Н.Ф. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983, стр.37-38].

Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния рельсовой линии.

Известен также способ контроля состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают переменное напряжение, а на другом конце контролируют изменение напряжения в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения напряжения и его величине фиксируют состояние РЛ [Патент №2238867, Способ контроля свободности путевых участков. Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Яковлев В.Н., Смышляев В.А., Гуменников В.Б.].

Недостатком этого способа является то, что при интенсивном выпадении осадков может быть зафиксирована ложная занятость.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Технический результат достигается тем, что способ контроля состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают напряжение переменного тока, а на другом конце контролируют изменение напряжения в зависимости от координаты поездного шунта (текущее напряжение на входе приемника), в момент занятия предыдущей РЛ (рассматриваемая и последующая РЛ свободны) фиксируют опорное напряжение - напряжение на входе приемника, которое умножают на коэффициент снижения напряжения и получают пороговое напряжение. Коэффициент снижения напряжения - отношение напряжения на приемном конце свободной рельсовой линии к аналогичному напряжению при наложенном нормативном шунте на координате подключения приемника или генератора (сопротивления по концам приняты одинаковыми). При превышении порогового напряжения над текущим значением напряжения фиксируют занятие РЛ, а при превышении текущего напряжения над пороговым - освобождение. Коэффициент снижения напряжения ставят в зависимость от текущего напряжения, т.е от состояния балласта. При дальнейшем следовании поезда по рассматриваемой и смежных РЛ осуществляют коррекцию порогового напряжения с учетом температуры окружающей среды и влажности воздуха, а интенсивность коррекции (коэффициент коррекции) зависит от исходного состояния сопротивления балласта. Коэффициент коррекции указывает во сколько раз (1,001-1,01) изменяется напряжение в момент коррекции (через каждые 1-10 с).

На фиг.1 приведена схема рельсовой цепи. На фиг.2 приведены графики зависимости коэффициента высыхания балласта от времени занятия трех участков при различных значениях температуры окружающей среды и влажности воздуха.

Коэффициент высыхания показывает, во сколько раз повышается сопротивление изоляции в единицу времени.

Кривые семейства T₁ представляют зависимости коэффициента высыхания балласта К_ВС при температуре T₁ от времени занятия участков t при различных значениях влажности воздуха (V₁,...,V_N). Кривые семейства Т_г представляют аналогичные зависимости при температуре Т_г, кривые семейства Т₃ - при температуре Т₃ и т.д. Кривые представлены для условий: T₁ - самая высокая температура, V₁ - самая низкая влажность, т.е. лучшие условия высыхания балласта. Необходимость учета этих параметров связана с тем, что при длительном занятии хотя бы одного из участков рельсовой линии возможно повышение напряжения на приемном конце при наличии шунта при высыхании балласта до значения, когда фиксируется освобождение рельсовой линии. Поэтому коэффициент снижения напряжения должен корректироваться посредством коэффициента высыхания балласта. Пороговое напряжение занятия зависит от времени занятия (t) и коэффициента высыхания балласта.

Предлагаемый способ реализован в рельсовой цепи, изображенной на фиг.1, которая содержит источник питания 1, ограничитель тока 2, рельсовую линию 3, полосовой фильтр 4, выпрямитель со сглаживающим фильтром 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 7, компаратор 8, счетчик 9, переключающее устройство 10, датчик влажности воздуха 11, датчик температуры окружающей среды 12, тактовый генератор 13, минусовой полюс источника питания 14, путевое реле 15 с контактом 16, контакт путевого реле предыдущей РЛ (участок приближения) 17 (при движении слева направо эта РЛ расположена левее РЛ 3), контакт путевого реле следующей РЛ (участок удаления) 18 (при движении слева направо эта РЛ расположена правее РЛ).

Действие рельсовой цепи осуществляется следующим образом. От источника питания 1 посредством резистора 2, рельсовой линии 3, фильтра 4, выпрямителя 5 напряжение подается на вход АЦП 6. К выходу АЦП подключен первый вход ПЗУ 7 и первый вход компаратора 8, к выходу ПЗУ подключены вход Вх счетчика 9 и первый вход Вх1 тактового генератора 10. Ко второму входу компаратора 8 подключен выход счетчика 9. К первому, второму и третьему входам переключающего устройства подключены соответственно выходы датчика влажности 11, датчика температуры 12 и тактового генератора 13. К выходу+1 счетчика 9 подключен выход переключающего устройства 10, а к входу С счетчика 9, ко второму входу Вх2 тактового генератора 13 и ко второму входу Вх2 ПЗУ 7 через последовательно соединенные фронтовые контакты путевых реле рассматриваемого участка 16, участка приближения 17 и участка удаления 18 подключен минусовой полюс источника питания 14. Выходы обмотки путевого реле 15 подключены к выходу Вых компаратора 8 и полюсу 14.

В отсутствие поезда на РЛ 3 и смежных с ней рельсовых линиях (на фиг.1 не обозначены) на вход С счетчика 9 поступает потенциал логического нуля (ЛН) и за счет входа Вх происходит непрерывное обновление информации в счетчике (ИМС К155ИЕ7) 9, а вход+1 на счетчик не воздействуют. Напряжение от источника питания 1 через элементы 2, 3, 4 и 5 поступает на вход АЦП 6. В отсутствие поезда при стабильном напряжении источника питания значение текущего напряжения на входе АЦП однозначно отражает состояние балласта. С выхода АЦП двоичный код поступает на первый вход ПЗУ, которое преобразует входное напряжение, и на выходе появляется значение порогового напряжения. Преобразование сигнала (микросхема ПЗУ прошита соответствующим образом) происходит путем перемножения входного сигнала на коэффициент, значение которого зависит от времени занятия рельсовой линии РЛ 3 и смежных с ней линий. В результате пороговое напряжение подстраивается (адаптируется) под значение сопротивления изоляции, т.е. соответствует состоянию балласта. При свободном состоянии рассматриваемой и обоих смежных РЛ (замкнуты контакты 16, 17, 18) на входах С счетчика 9, входе Вх2 тактового генератора 13 и входе Вх2 ПЗУ 7 присутствует потенциал ЛН. При этом генератор 13 заторможен, а в счетчике 9 за счет входа Вх информация непрерывно обновляется, ПЗУ 7 непрерывно преобразует входной сигнал. На входе Вх и выходе Вых счетчика 9 присутствуют одинаковые сигналы (двоичные коды соответствуют пороговому значению напряжения). Двоичный код на первом входе компаратора 8 существенно превышает двоичный код на втором входе компаратора 8, за счет чего возбуждено реле 15. Путевое реле будет обесточено при понижении двоичного кода на входе Вх1 компаратора 8 ниже значения двоичного кода на входе Вх2. С момента занятия смежной РЛ (контакт 17 разомкнется) вход Вх счетчика 9 закрывается, а тактовый генератор 13 за счет входа Вх2 начинает работать. Частота задающего каскада генератора 13 регулируется посредством входа Вх1, на который поступает сигнал с выхода ПЗУ, так учитывается состояние балласта в момент занятия смежной РЛ. Эта частота может быть изменена при проходе следующего поезда при условии, что рельсовая линия 3 и обе смежные с ней были свободны. У генератора 13 несколько выходных линий (восемь), объединенных в один выход Вых. Каждая из линий имеет свою частоту, например первая линия - частоту 1 импульс в секунду, вторая - 2 импульса в секунду, третья - 3 импульса в секунду и т.д. Переключающее устройство 10 осуществляет подключение одной их выходных линий генератора 13 к входу+1 счетчика 9 в зависимости от состояния выхода датчика влажности воздуха 11 и датчика температуры 12 в соответствии с кривыми на фиг.2. Таким образом, при коррекции порогового напряжения учитывается исходное состояние балласта, интенсивность высыхания балласта (от влажности окружающей среды и температуры воздуха).

Предложенный способ позволяет существенно увеличить безопасность движения поездов за счет достоверного контроля состояния рельсовой линии.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и предназначено для использования при интервальном регулировании движения поездов. В основу способа положен принцип сравнения текущего напряжения на входе путевого приемника и пороговых значений, которые определяют посредством опорного напряжения. Пороговое напряжение корректируется в соответствии с текущим состоянием балласта, температурой воздуха и влажностью воздуха. Изобретение позволяет повысить достоверность контроля свободного состояния рельсовой линии с исключением фиксации ее ложной занятости. 2 ил.

Способ контроля состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают напряжение переменного тока, а на другом конце принимают напряжение и контролируют изменение напряжения в зависимости от координаты поездного шунта, после занятия предыдущей рельсовой линии фиксируют опорное напряжение - напряжение на входе приемника, которое умножают на коэффициент снижения напряжения и получают пороговое напряжение, при превышении порогового напряжения над текущим значением напряжения фиксируют занятие рельсовой линии, а при превышении текущего напряжения над пороговым - ее освобождение, отличающийся тем, что коэффициент снижения напряжения принимают в зависимости от текущего напряжения, определяемого состоянием балласта, при дальнейшем следовании поезда по рассматриваемой и смежной рельсовой линии осуществляют коррекцию порогового напряжения с учетом температуры окружающей среды и влажности воздуха, а интенсивность коррекции принимают зависимой от исходного состояния сопротивления балласта.