УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ЛОКОМОТИВ Российский патент 2011 года по МПК B61L1/10 

Изобретение относится к путевым устройствам, взаимодействующим с локомотивом, у которых передача информации осуществляется с помощью электромагнитного излучения.

Известны устройства, осуществляющие передачу информации на локомотив при помощи рельсовых цепей, где в рельсовой цепи сигнальной точки протекает кодированный переменный ток, а на локомотиве установлены приемные катушки индуктивности, осуществляющие прием кодов (Котляренко Н.Ф., Шишляков А.В. и др. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983. - С.274, рис.12.18). Недостатками этих устройств являются большие эксплуатационные расходы, невысокая надежность работы из-за влияния низкого сопротивления балласта и значительная потребляемая мощность, требующаяся для передачи кодированных сигналов.

Лучшими характеристиками по надежности работы обладают устройства передачи информации, у которых вместо рельсовых цепей для передачи кодированных сигналов используются специальные шлейфы, укладываемые внутри рельсовой колеи (Котляренко Н.Ф., Шишляков А.В. и др. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983. - С.169, рис.7.8). Недостатком этих устройств является высокая стоимость строительства шлейфов и большая материалоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является точечная система автоматической локомотивной сигнализации переменного тока, где сообщение на локомотив передается путевым датчиком сигнальной точки, содержащим колебательный контур, а возбуждение электрических колебаний в контуре путевого датчика осуществляется от контура локомотивного передатчика путем передачи сигнала переменного напряжения через взаимную индуктивность контуров посредством электромагнитного поля (Казаков А.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы. - М.: Транспорт, 1975. - С.250, рис.115).

Недостатком подобных устройств является невысокая информативность и скорость передаваемых на локомотив данных, объем которой определяется лишь тремя состояниями контактов поляризованного реле сигнальной точки.

Целью изобретения является устранение этого недостатка, а именно увеличение информативности и скорости передаваемых данных.

Указанная цель достигается тем, что в локомотивную аппаратуру введен токовый резистор и локомотивный микроконтроллер, а в путевую аппаратуру введены шунтирующий ключ, шунтирующий резистор, блок электропитания и путевой микроконтроллер.

Сущность изобретения заключается в том, что в локомотивную аппаратуру введен токовый резистор и локомотивный микроконтроллер, а в путевую аппаратуру введены шунтирующий ключ, шунтирующий резистор, блок электропитания и путевой микроконтроллер, причем токовый резистор локомотивной аппаратуры подключен между вторым выводом локомотивной катушки индуктивности и другим выходом генератора переменного напряжения, а входы локомотивного микроконтроллера соединены с первым и вторым выводами токового резистора, причем параллельно резонансному конденсатору путевой аппаратуры подключены входы блока электропитания и цепь, состоящая из последовательного соединения шунтирующего резистора и выводов шунтирующего ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим выводом путевого микроконтроллера, а выходы блока электропитания подключены к питающим входам путевого микроконтроллера, причем управляющий вывод путевого микроконтроллера является входом информации, предназначенной для передачи на локомотивную аппаратуру.

На чертеже приведена схема устройства передачи информации на локомотив.

Направление движения локомотива 1 показано стрелкой. Локомотивная катушка индуктивности 2 первым выводом соединена с одним из выходов генератора переменного напряжения 3, а вторым выводом через токовый резистор 4 подключена к другому выходу генератора 3. Входы локомотивного микроконтроллера 5 соединены с первым и вторым выводами токового резистора 4. Локомотивная 2 и путевая 6 катушки индуктивности через взаимоиндуктивность 7 связаны между собой посредством электромагнитного поля. Параллельно путевой катушке индуктивности 6 включен резонансный конденсатор 8. Первый вывод путевой катушки индуктивности 6 соединен с первым выводом шунтирующего ключа 9 и с первым входом блока электропитания 10, второй вход которого подключен ко второму выводу путевой катушки индуктивности 6 и через шунтирующий резистор 11 соединен со вторым выводом шунтирующего ключа 9. Положительный и отрицательный выходы блока электропитания 10 подключены к питающим входам путевого микроконтроллера 12, выход которого соединен с управляющим входом шунтирующего ключа 9. Выход 14 локомотивного микроконтроллера 5 осуществляет передачу соответствующей информации для управления движением поезда. Путевая катушка индуктивности 6 расположена между рельсами 15 и 16 внутри рельсовой колеи, например, на шпальной решетке пути. На чертеже показан такой момент времени расположения локомотива 1, когда локомотивная катушка индуктивности 2 находится непосредственно над путевой катушкой индуктивности 6.

Устройство передачи информации на локомотив работает следующим образом.

При отсутствии локомотива над путевой катушкой индуктивности 6 переменное напряжение на резонансном конденсаторе 8 равно нулю, что обусловливает отсутствие постоянного напряжения на питающих входах путевого микроконтроллера 12, и он выключен.

На движущемся локомотиве на локомотивную катушку индуктивности 2 непрерывно поступает переменный ток от генератора переменного напряжения 3, что вызывает появление электромагнитного поля вокруг локомотивной катушки 2. Если в это время путевая катушка 6 под локомотивом отсутствует, то падение переменного напряжения на токовом резисторе 4 не изменяется, что выявляется локомотивным микроконтроллером 5 и на его выходе 14 информация отсутствует. При приближении локомотива 1 к путевой аппаратуре за счет взаимоиндуктивности катушек 7 в путевой катушке 6 наводится напряжение, величина которого определяется настройкой контура, образованного индуктивностью катушки 6 и емкостью резонансного конденсатора 8. Это напряжение поступает на входы блока электропитания 10 и на его выходах появляется постоянное напряжение, которое поступает на питающие входы путевого микроконтроллера 12, начинающего функционировать.

Записанная в памяти микроконтроллера 12 информация обусловливает импульсную работу шунтирующего ключа 9. Выключенное состояние шунтирующего ключа 9 не вызывает изменений резонансных характеристик системы, состоящей из индуктивности катушки 6 и резонансного конденсатора 8, индуктивности 2 и взаимоиндуктивности 7. При включении ключа 9 шунтирующий резистор 11 подключается к путевому контуру. Резонансные свойства системы, состоящей из конденсатора 8, катушки 6, взаимоиндуктивности 7 и катушки 2, изменяются. Это, в свою очередь, обусловливает изменение тока через резистор 4 в соответствии с импульсной работой шунтируюшего ключа, что фиксируется локомотивным микроконтроллером 5.

В качестве шунтирующего ключа 9 может быть использована, например, оптоэлектронная пара «светодиод - фототранзистор» или иное функционально аналогичное устройство.

Таким образом, при достаточно близком расстоянии между путевой 6 и локомотивной 2 катушками индуктивности за счет наличия взаимоиндуктивности 7, то есть существования индуктивной связи между ними, импульсная работа шунтирующего ключа 9 обусловливает передачу сигнала на локомотивную катушку индуктивности 2, изменение падения напряжения на резисторе 4 локомотивной аппаратуры, и, в результате, обеспечивается прием информации локомотивным микроконтроллером 5 от путевого микроконтроллера 12.

Информация, которая передается на локомотив, может содержать данные о координате установки путевой аппаратуры или может передаваться дополнительная информация, которая может поступать на вход 13 путевого микроконтроллера 12 от других систем. В частности, на локомотив таким образом могут передаваться данные о показании светофора, состоянии свободности впередилежащего переезда или другие данные.

Следовательно, в предлагаемом устройстве передачи информации на локомотив при выборе достаточно высокой частоты переменного напряжения генератора 3 обеспечивается высокая скорость и информативность передачи данных от путевой аппаратуры на локомотивную аппаратуру. Кроме того, для питания путевого микроконтроллера 12 используется энергия, создаваемая локомотивным генератором переменного напряжения 3, что расширяет функциональные возможности применения изобретения.

Изобретение относится к путевым устройствам, взаимодействующим с локомотивом, у которых передача информации осуществляется с помощью электромагнитного излучения. Устройство содержит локомотивную аппаратуру, которая состоит из генератора переменного напряжения и локомотивной катушки индуктивности, первый вывод которой подключен к одному из выходов генератора переменного напряжения. Устройство также содержит путевую аппаратуру, состоящую из резонансного конденсатора и путевой катушки индуктивности, индуктивно связанной с локомотивной катушкой индуктивности при помощи электромагнитного поля. Параллельно выводам путевой катушки подключен резонансный конденсатор. В локомотивную аппаратуру введен токовый резистор и локомотивный микроконтроллер. В путевую аппаратуру введены шунтирующий ключ, шунтирующий резистор, блок электропитания и путевой микроконтроллер. Токовый резистор локомотивной аппаратуры подключен между вторым выводом локомотивной катушки индуктивности и другим выходом генератора переменного напряжения, а входы локомотивного микроконтроллера соединены с первым и вторым выводами токового резистора. Параллельно резонансному конденсатору путевой аппаратуры подключены входы блока электропитания и цепь, состоящая из последовательного соединения шунтирующего резистора и выводов шунтирующего ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим выводом путевого микроконтроллера, а выходы блока электропитания подключены к питающим входам путевого микроконтроллера. Управляющий вывод путевого микроконтроллера является входом информации, предназначенной для передачи на локомотивную аппаратуру. Достигается увеличение информативности и скорости передаваемых данных. 1 ил.

Устройство передачи информации на локомотив, содержащее локомотивную и путевую аппаратуру, где локомотивная аппаратура состоит из генератора переменного напряжения и локомотивной катушки индуктивности, первый вывод которой подключен к одному из выходов генератора переменного напряжения, а путевая аппаратура состоит из резонансного конденсатора и путевой катушки индуктивности, индуктивно связанной с локомотивной катушкой индуктивности при помощи электромагнитного поля, причем параллельно выводам путевой катушки подключен резонансный конденсатор, отличающееся тем, что в локомотивную аппаратуру введен токовый резистор и локомотивный микроконтроллер, а в путевую аппаратуру введены шунтирующий ключ, шунтирующий резистор, блок электропитания и путевой микроконтроллер, причем токовый резистор локомотивной аппаратуры подключен между вторым выводом локомотивной катушки индуктивности и другим выходом генератора переменного напряжения, а входы локомотивного микроконтроллера соединены с первым и вторым выводами токового резистора, причем параллельно резонансному конденсатору путевой аппаратуры подключены входы блока электропитания и цепь, состоящая из последовательного соединения шунтирующего резистора и выводов шунтирующего ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим выводом путевого микроконтроллера, а выходы блока электропитания подключены к питающим входам путевого микроконтроллера, причем управляющий вывод путевого микроконтроллера является входом информации, предназначенной для передачи на локомотивную аппаратуру.