Настоящее изобретение относится к устройствам обнаружения неисправности, предназначенным для наземного оборудования установок контроля железнодорожного транспортного средства, такого как железнодорожный поезд или поезд метро.
Различные участники европейского железнодорожного сообщества определили норму ERTMS/ETCS (в ее спецификациях 036 и 085), что является сокращением от английского выражения "European Rail Traffic Management / European Train Control System", для разработки системы контроля поезда. Целью ERTMS/ETCS является контроль за управлением поезда в течение всего его пути. Для этого поезд получает информацию о системе сигнализации и/или топологии участка пути, по которому он движется, для обеспечения возможности в каждый момент оптимизировать его скорость. Регулирование скорости поезда происходит автоматически путем отслеживания действий машиниста и подмены его в некоторых ситуациях.
Для применения этих принципов норма ERTMS/ETCS предусматривает бортовое оборудование, установленное на поезде, и наземное оборудование.
Бортовое оборудование содержит антенну, выполненную с возможностью приема радиосигналов небольшого радиуса действия, передаваемых наземным оборудованием, и блок вычисления и управления, связанный с антенной, выполненный с возможностью обработки принятого радиосигнала и соответствующего приведения в действие различных органов поезда и, в частности, его системы торможения.
Наземное оборудование содержит кодирующий блок или LEU, сокращенно от английского выражения "Line Side Electronic Unit", то есть «боковой электронный блок», выполненный с возможностью управления с удаленной станции контроля, и, по меньшей мере, один маяк, установленный на пути, например, напротив устройства сигнализации или в начале участка пути, и связанный с выходом LEU через кабель связи. С одним LEU могут быть связаны до четырех маяков при помощи четырех кабелей связи.
В программу отдельного LEU вводят топологические параметры участка пути, на котором должны установить связанный с ним маяк. Эти топологические параметры содержат, например, данные о наклоне участка пути, наличии поворота, максимальной безопасной скорости и т.д. Он выполнен с возможностью формирования сообщения, содержащего эти топологические параметры, и передачи его на соответствующий маяк согласно протоколу, определенному нормой ERTMS/ETCS. Маяк, связанный с LEU, передает радиосигнал, содержащий принятую телеграмму.
Кабель связи между LEU и маяком может достигать 5000 м. Такой кабель прокладывают вблизи железнодорожного пути, часто укладывая его в землю в закрытый желоб вдоль железнодорожного пути. На правильную работу кабеля связи могут влиять плохая прокладка, большие температурные перепады, вибрации во время прохождения поезда, повреждение, например, во время проведения работ на пути, плохое обслуживание, неправильное соединение двух сегментов кабеля и т.д.
Поэтому настоящее изобретение направлено на создание устройства, позволяющего обнаруживать неисправность вдоль кабеля связи, соединяющего LEU и маяк и, в частности, неисправность типа разрыва цепи или короткого замыкания.
Объектом настоящего изобретения является устройство обнаружения неисправности вдоль кабеля связи, соединяющего кодирующий блок и маяк наземного оборудования установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержащее: средства измерения полного сопротивления, выполненные с возможностью измерения на заранее определенной частоте фазы и модуля полного сопротивления во время передачи электрического сигнала связи, генерируемого кодирующим блоком, в направлении маяка; и средства определения состояния кабеля, выполненные с возможностью сравнения измеренных фазы и модуля с контрольными значениями фазы и модуля полного сопротивления кабеля таким образом, чтобы определять состояния кабеля: состояние нормальной работы, состояние короткого замыкания и состояние разрыва цепи.
Согласно частным вариантам изобретения устройство содержит один или несколько следующих признаков, взятых отдельно или в любых технически возможных комбинациях:
- средства измерения полного сопротивления выполнены с возможностью измерения моментального значения фазы и модуля полного сопротивления кабеля, и средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью определения моментального состояния кабеля для обнаружения появления неисправности в режиме реального времени,
- средства измерения полного сопротивления содержат средства измерения напряжения и средства измерения силы тока в точке кабеля; и средства фильтрации, выполненные с возможностью фильтрования на заранее определенной частоте сигналов измерения напряжения и силы тока, соответственно выдаваемых средствами измерения напряжения и силы тока, для получения фильтрованных сигналов измерения напряжения и силы тока,
- средство измерения напряжения содержит изолирующий трансформатор с высоким полным сопротивлением, первичная обмотка которого последовательно подключена на входе кабеля, и средство измерения силы тока содержит трансформатор тока с низким сопротивлением, первичная обмотка которого последовательно подключена на входе кабеля,
- заранее определенная частота соответствует частоте сигнала «С6» электрического сигнала связи между кодирующим блоком и маяком согласно норме ERTMS/ETCS,
- указанные контрольные значения фазы и модуля полного сопротивления кабеля ограничивают области в комплексной плоскости полного сопротивления кабеля таким образом, чтобы определить калибровочную картографию, и средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью введения измеренных фазы и модуля в отдельную область картографии и привязки к состоянию кабеля, связанного с отдельной областью,
- когда средства определения состояния кабеля определяют состояние кабеля среди состояний короткого замыкания и разрыва цепи, средства определения могут вычислить местоположение соответствующей неисправности вдоль кабеля,
- калибровочная картография содержит кривую, связанную с одним из состояний кабеля, то есть состоянием короткого замыкания или состоянием разрыва цепи, при этом положение на кривой показывает местоположение соответствующей неисправности вдоль кабеля, и средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью позиционирования измеренных фазы и модуля на кривой во время обнаружения неисправности и вычисления местоположения неисправности вдоль кабеля,
- устройство содержит средство электрического разъединения, позволяющее замкнуть накоротко выход кодирующего блока, с которым соединен кабель связи, в ответ на определение того, что кабель находится в состоянии короткого замыкания или разрыва цепи,
- устройство содержит средства индикации состояния кабеля,
- устройство содержит средства запоминания, выполненные с возможностью сохранения данных, связанных с последовательными состояниями кабеля, и интерфейс вход/выход, обеспечивающий связь с терминалом пользователя для передачи данных.
Объектом настоящего изобретения является также наземное оборудование установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержащее кодирующий блок, маяк, установленный на железнодорожном пути, и кабель связи, соединяющий кодирующий блок и маяк. Оборудование содержит описанное выше средство обнаружения неисправности.
Предпочтительно устройство (12) обнаружения неисправности находится на интерфейсе между кодирующим блоком (3) и кабелем (10) связи.
Объектом настоящего изобретения является также способ обнаружения неисправности типа короткого замыкания или разрыва цепи вдоль кабеля связи, соединяющего кодирующий блок и маяк наземного оборудования установки контроля железнодорожного транспортного средства, применяющий описанное выше устройство обнаружения неисправности. Способ содержит этапы, на которых на заранее определенной частоте измеряют фазу и модуль полного сопротивления кабеля во время передачи электрического сигнала связи, генерируемого кодирующим блоком, на маяк; и сравнивают измеренные фазу и модуль с контрольными значениями фазы и модуля полного сопротивления кабеля с тем, чтобы определить состояние кабеля среди следующих состояний: нормальная работа, короткое замыкание и разрыв цепи.
Предпочтительно после определения того, что кабель находится в состоянии короткого замыкания или разрыва цепи, способ содержит этап, на котором вычисляют местоположение неисправности вдоль кабеля.
Настоящее изобретение и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - блок-схема устройства обнаружения в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2 - электронная схема средства устройства, показанного на фиг.1, позволяющего измерять напряжение, подаваемое на вход кабеля;
фиг.3 - электронная схема средства устройства, показанного на фиг.1, позволяющего измерять силу тока, подаваемого на вход кабеля;
фиг.4 - картография, ограничивающая в комплексной плоскости полного сопротивления кабеля связи различные области, при этом каждая область соответствует одному состоянию кабеля;
фиг.5 - электронная схема средства устройства, показанного на фиг.1, позволяющего отключать кабель от LEU в ответ на обнаружение неисправности.
Наземное оборудование 1 установки, соответствующей норме ERTMS/ETCS, для контроля поезда, движущегося по железнодорожному пути, содержит кодирующий блок или LEU 3, по меньшей мере, один маяк 5, установленный между двумя рельсами пути, и кабель 10 связи, соединяющий LEU 3 и маяк 5. Как показано на фиг.1 и как это обычно бывает, один LEU 3 соединен с четырьмя маяками 5-8 при помощи такого же количества кабелей 10-13 связи.
Кабель 10 обеспечивает связь для передачи от LEU 3 к маяку 5.
Норма ERTMS/ETCS определяет одновременно протокол связи на уровне физического слоя и протокол связи на уровне обмена данными. Протокол связи на уровне физического слоя определен, в частности, в спецификациях 036 и 085 нормы ERTMS/ETCS.
Следует отметить, что некоторые установки контроля железнодорожного транспортного средства используют протокол связи на уровне физического слоя, определенный нормой ERTMS/ETCS, не применяя протокола обмена данными согласно этой норме. Они применяют другой протокол обмена данными. Это, в частности, относится к установкам контроля метро, для которых протоколы пока еще не установлены нормами. Таким образом, специалисту понятно, что все изложенное выше относительно физического слоя по норме ERTMS/ETCS для контроля поезда можно также применять в аналогичных установках.
Согласно норме ERTMS/ETCS, при односторонней передаче LEU 3 генерирует следующие электрические сигналы:
- так называемый сигнал «С1», соответствующий передаче в непрерывном режиме сообщений данных. Сигнал С1 имеет частоту F1 на 654 кбит/с и передается в двухфазном дифференциальном режиме кодирования Manchester; и
- так называемый сигнал «С6» электрического питания маяка 5. Сигнал С6 является синусоидальным сигналом с амплитудой 22 В и частотой F6 8,82 кГц.
Наземное оборудование 1 содержит также устройство 12 обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения в режиме реального времени наличия и местоположения неисправности вдоль кабеля 10 связи. Устройство 12 обнаружения измеряет полное сопротивление кабеля 10, когда он соединен с маяком 5, затем обнаруживает неисправность в зависимости от измеренного полного сопротивления. Такая неисправность может быть неисправностью типа короткого замыкания или разрыва цепи.
В рассматриваемом варианте выполнения, показанном на фиг.1, устройство 12 выполнено в виде электронной платы. Устройство 12 расположено наподобие интерфейса между LEU 3 с одной стороны и кабелем 10 связи и маяком 5 с другой стороны. Вход устройства 12 подключен к выходу LEU 3, а вход кабеля 10 подключен к выходу устройства 12. Чтобы устройство 12 могло работать с блоками LEU, изготовленными разными производителями, вход устройства 12 соответствует схеме соединения кабеля связи, определенной нормой ERTMS/ETCS, а выход устройства 12 соответствует схеме выходного соединения LEU 3 согласно спецификации нормы ERTMS/ETCS.
Устройство 12 содержит средства измерения полного сопротивления и средства определения состояния кабеля на основании измерения полного сопротивления, произведенного средствами измерения полного сопротивления.
Устройство 12 выполнено с возможностью измерения полного сопротивления кабеля, но не за счет рефлектометрии импульсного электрического сигнала, подаваемого на вход кабеля, а на основании электрических сигналов связи, подаваемых блоком LEU 3 на вход кабеля 10 во время нормальной работы оборудования 1. Таким образом, измерение полного сопротивления является полностью прозрачным по отношению к связи между LEU 3 и маяком 5, при этом измерение практически никак не влияет на характеристики связи между LEU 3 и маяком 5.
Средства измерения полного сопротивления выполнены с возможностью измерения моментального полного сопротивления кабеля 10, когда электрический сигнал, соответствующий наложению сигналов С1 и С6, проходит через кабель 10. Для этого средства измерения полного сопротивления измеряют в каждый момент на частоте F6 фазу и амплитуду полного сопротивления кабеля 10.
В частности, средства измерения полного сопротивления содержат средства 14 измерения напряжения и средства 16 измерения силы тока. Для измерения напряжения тока, проходящего в кабеле 10 (фиг.2), используют изолирующий трансформатор 20 с высоким полным сопротивлением. Измерение напряжения не влияет на сигнал, передаваемый блоком LEU 3 вдоль кабеля 10, при условии выбора резистора 22 нагрузки, подключенного к вторичной обмотке изолирующего трансформатора 20, таким образом, чтобы его сопротивление было очень высоким. Изолирующий трансформатор 20 имеет коэффициент трансформации 1 на первичной обмотке при 1 на вторичной обмотке. Предпочтительно, при установке конденсатора 24 на вторичной обмотке изолирующего трансформатора сигнал измерения напряжения на выходе средства 16 проходит через первое фильтрование. Сигнал измерения напряжения имеет уровень 5 Vppmax на выходе средства 14 измерения напряжения.
Для измерения силы тока, проходящего в кабеле 10 (фиг.3), используют входной трансформатор 30 тока с низким полным сопротивлением. Первичная обмотка этого трансформатора 30 тока образована кабелем 10. Трансформатор 30 тока имеет коэффициент трансформации 1 на первичной обмотке при 10 на вторичной обмотке. Он имеет эквивалентное входное сопротивление 65 мОм. Со стороны LEU 3 он соответствует простому удлинению кабеля 10 на несколько метров, что никоим образом не мешает связи между LEU 3 и маяком 5. Установив сопротивление 32 примерно на 200 Ом на вторичной обмотке трансформатора 30 тока, на выходе средства 30 получают сигнал измерения силы тока, который является сигналом по напряжению, амплитуда которого составляет, например, 20 мВ на мА на первичной обмотке, когда снимают цифровые значения электрических компонентов, указанных на фиг.3.
Необходимо измерить полное сопротивление кабеля 10 для заранее определенной частоты, соответствующей частоте F6 сигнала С6, определенного в норме ERTMS/ETCS. Сигнал С6 имеет частоту F6, равную 8,82 кГц, при минимальном напряжении между пиками, по существу равном 19 Vppmin.
Таким образом, средства измерения полного сопротивления содержат средства 34 фильтрации, выполненные с возможностью фильтрования сигналов измерения напряжения и силы тока таким образом, чтобы отделять составляющие, возмущающие составляющую, связанную с сигналом С5, и, в частности, составляющую, связанную с сигналом С1. Поскольку сигнал С1 характеризуется спектром мощности от ½.F1 до 2/F1, граничную частоту средств 34 фильтрации следует выбирать меньше ½.F1, то есть меньше 282 кГц. Эту граничную частоту выбирают на три октавы ниже частоты ½.F1, чтобы наиболее эффективно устранять составляющую, связанную с сигналом С1. Таким образом, граничная частота средств 34 составляет 35 кГц.
Для фильтрования сигнала измерения напряжения используют первый фильтрующий каскад на уровне вышеупомянутого изолирующего трансформатора 20. Затем сигнал измерения напряжения проходит через второй фильтрующий каскад, содержащий фильтр второго порядка, для получения фильтрованного сигала измерения напряжения.
Фильтрование сигнала измерения силы тока осуществляют при помощи двух фильтров второго порядка, установленных последовательно по отношению друг к другу. Первый фильтр приводит сигнал измерения силы тока к уровню 5 Vppmax, а второй фильтр является эквивалентом второго каскада средств фильтрации сигнала измерения напряжения. Фильтрованный сигнал измерения силы тока получают на выходе средств 34.
Фильтрованные сигналы измерения поступают на вход микроконтроллера 40 через средство 42 адаптации, которое будет описано ниже. Микроконтроллер 40 вычисляет модуль и фазу полного сопротивления кабеля 10.
Отношение максимального значения фильтрованного сигнала измерения напряжения к максимальному значению фильтрованного сигнала измерения силы тока позволяет определить модуль полного сопротивления кабеля 10 связи.
Сравнение временного смещения между фильтрованными сигналам измерения напряжения и силы тока позволяет измерить фазу полного сопротивления кабеля 10 связи. В частности, каждый вход микроконтроллера связан со счетчиком числа периодов датчика времени. Когда фильтрованный сигнал измерения напряжения нейтрализуется, происходит повторная инициализация соответствующего счетчика напряжения. Затем, в момент, когда нейтрализуется фильтрованный сигнал измерения силы тока, что приводит к повторной инициализации счетчика тока, значение счетчика напряжения дает измерение сдвига фазы между двумя сигналами измерения и, следовательно, фазы полного сопротивления кабеля 10.
Чтобы еще больше повысить чувствительность средств измерения полного сопротивления к переходу в нулевое значение фильтрованных сигналов измерения напряжения и силы тока, их усиливают при помощи средств 42 адаптации. Предпочтительно их усиливают до насыщения, чтобы получить сигналы с большой крутизной фронта. Этот этап адаптации осуществляют путем пропускания фильтрованных сигналов измерения через компараторы. Выходные данные этих компараторов подают на различные входы микроконтроллера 40.
Измерения модуля и фазы полного сопротивления усредняют по нескольким последовательным периодам для получения более точного измерения комплексного полного сопротивления. Это позволяет избежать резких, но обратимых изменений полного сопротивления кабеля 10 и маяка 5, например, во время прохождения поезда над маяком 5. Действительно, во время прохождения поезда над маяком 5, полное сопротивление падает, хотя и в течение очень короткого времени от 150 до 350 мс. Устройство 12 обнаружит это изменение полного сопротивления, но не будет его учитывать при определении состояния кабеля 10, так как оно длится недостаточно долго.
Далее следует описание средств, позволяющих определять состояние кабеля.
Микроконтроллер 40 содержит постоянное запоминающее устройство, в котором записана калибровочная картография 50, ограничивающая различные области в комплексной плоскости значений полного сопротивления кабеля 10.
Такая картография 50 показана на фиг.4. Ее получают после этапа калибровки контрольного кабеля связи того же типа, что и кабель 10.
Во время этой калибровки измеряют значение полного сопротивления контрольного кабеля в состоянии нормальной работы. Измеренное значение полного сопротивления вносится в картографию 50.
Затем измеряют значение полного сопротивления контрольного кабеля в состоянии короткого замыкания. Значение полного сопротивления измеряют для разных местоположений короткого замыкания вдоль контрольного кабеля, например для местоположений, отстоящих друг от друга через промежутки в 500 м. Последовательность измеренных таким образом значений полного сопротивления вносят в картографию 50. Кривую А получают путем экстраполяции кривой, проходящей через различные точки калибровки по короткому замыканию.
Аналогично измеряют значение полного сопротивления контрольного кабеля в состоянии разрыва цепи. Значение полного сопротивления измеряют для разных местоположений разрыва цепи вдоль контрольного кабеля, например для местоположений, отстоящих друг от друга через промежутки в 500 м. Последовательность значений полного сопротивления при разрыве цепи вносят в картографию 50. Кривую В получают путем экстраполяции кривой, проходящей через различные точки калибровки по разрыву цепи.
Следует отметить, что кривые А и В не пересекаются. Они отстоят друг от друга, а также от значений полного сопротивления кабеля, соединенного с маяком, в состоянии нормальной работы.
На основании этих калибровочных точек разных типов комплексную плоскость подразделяют на разные области. Каждая область соответствует одному состоянию кабеля: состоянию нормальной работы, состоянию короткого замыкания и состоянию разрыва цепи.
Кроме того, положение значения полного сопротивления на кривой А или на кривой В позволяет определить местоположение соответствующей неисправности вдоль кабеля.
Во время работы микроконтроллер 40 путем сравнения с картографией 50 привязывает измеренное полное сопротивление к отдельной области и привязывает моментальное состояние кабеля к состоянию, соответствующему этой области. На практике микроконтроллер 40 присваивает датированному параметру состояния значение +1, когда состояние кабеля соответствует короткому замыканию, значение 0, когда состояние кабеля соответствует нормальной работе, и значение -1, когда состояние кабеля соответствует разрыву цепи.
Предпочтительно при обнаружении неисправности микроконтроллер 40 определяет положение неисправности вдоль кабеля. Для этого он отмечает измеренное значение полного сопротивления на кривой А или на кривой В и, например, при помощи барицентрического метода между наиболее близкими калибровочными точками вычисляет местоположение неисправности вдоль кабеля 10. Положение можно вычислять с достаточно высокой точностью, порядка 250 м. Вычисленное положение неисправности сохраняется в параметре расстояния, связанном с параметром состояния.
Устройство 12 содержит также средство 60 электрического разъединения. Как показано на фиг.5, средство 60 разъединения содержит светодиод LED 62, соединенный с выходным контактом микроконтроллера 40 и управляемый при помощи значения параметра состояния. В ответ на значение параметра состояния, отличного от нулевого значения, LED 62 замыкает МОП-транзисторный переключатель 64, что приводит к замыканию накоротко соответствующего выхода LEU 3. Поскольку LEU 3 защищен от короткого замыкания одного из своих выходов, он прекращает передачу электрического сигнала связи на короткозамкнутом выходе и одновременно направляет сообщение в направлении удаленной станции контроля с указанием прерывания связи с маяком, соединенным с рассматриваемым выходом. Параллельно, поскольку маяк 5 больше не соединен с LEU 3, он передает радиосигнал, содержащий сообщение по умолчанию, определенное нормой ERTMS/ETCS. Поезд, походящий над маяком и получивший такое сообщение по умолчанию, снижает свою скорость.
Предпочтительно, параллельно с МОП-транзисторным переключателем 64 средство 60 разъединения содержит делитель 66 напряжения, чтобы защищать LEU 3 от возможных скачков напряжения.
Устройство 12 содержит также средства 70 индикации, позволяющие сигнализировать, кроме всего прочего, о состоянии различных кабелей 10-13. Речь идет, например, о панели, содержащей ряд из четырех зеленых LED и ряд из четырех красных LED. Состояние различных LED позволяет оператору получать информацию о состоянии четырех кабелей 10-13 в соответствии с нижеследующей таблицей.
Специалисту известно, каким образом использовать измеренные значения тока и напряжения для определения других возможных состояний, указанных в таблице 1.
Кроме того, микроконтроллер 40 выполнен с возможностью сохранения данных, соответствующих состояниям кабеля 10 и соответствующих параметрам расстояния, каждый раз, когда обнаруживается неисправность. Устройство 12 содержит интерфейс вход/выход 80, например, типа RS232, обеспечивающий связь между терминалом пользователя 82 и микроконтроллером 40 таким образом, чтобы передавать данные в виде хронологического отчета с целью нелинейного анализа или анализа в режиме реального времени для дистанционного управления тревожной сигнализацией. Программный анализ этих данных в реальном времени позволяет обходиться, в случае необходимости, без устройства 60 электрического разъединения.
Наконец, устройство 12 содержит источник 90 электрического питания, обеспечивающий питание электронной платы постоянным напряжением 5 В.
Из функционального описания устройства со ссылками на фиг.1 специалисту понятно, каким образом осуществляются этапы способа обнаружения неисправности типа короткого замыкания или разрыва цепи вдоль кабеля 10, соединяющего кодирующий блок 3 с маяком 5, с применением устройства 12 обнаружения неисправности.
Специалист может констатировать, что настоящее устройство обнаружения неисправности обеспечивает обнаружение неисправности практически в момент ее появления, уточняет ее характер и дает ее местоположение вдоль соответствующего кабеля. Таким образом, влияние этой неисправности на движение поездов по железнодорожному пути можно учитывать незамедлительно, и на указанное место может быстро выехать ремонтная бригада для восстановления нормальной работы связи между кодирующим блоком и маяком.
Такое устройство можно также использовать во время развертывания установки ERTMS/ETCS и, в частности, во время испытания этой установки.
Наконец, такое устройство может найти применение не только на уровне 1 нормы ETCS, но также на уровне 2 этой нормы, при этом маяки, установленные на железнодорожном пути, используются только как аварийные средства в случае прекращения связи GPS.
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Сущность: устройство (12) обнаружения неисправности вдоль кабеля (10) связи, соединяющего кодирующий блок (3) и маяк (5) наземного оборудования установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержит: средства (14, 16, 34, 42) измерения полного сопротивления, выполненные с возможностью измерения на заранее определенной частоте (F6) фазы и модуля полного сопротивления кабеля (10) во время передачи электрического сигнала связи, генерируемого кодирующим блоком, в направлении маяка; и средства определения состояния кабеля, выполненные с возможностью сравнения измеренных фазы и модуля с контрольными значениями фазы и модуля полного сопротивления кабеля таким образом, чтобы определить одно из следующих состояний кабеля: состояние нормальной работы, состояние короткого замыкания и состояние разрыва цепи. Технический результат: возможность обнаружения неисправности практически в момент ее появления, указания ее местоположения и уточнение характера неисправности. 3 н. и 12 з. п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.
1. Устройство (12) обнаружения неисправности вдоль кабеля (10) связи, соединяющего кодирующий блок (3) и маяк (5) наземного оборудования установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержащее:
средства (14, 16, 34, 42) измерения полного сопротивления, выполненные с возможностью измерения на заранее определенной частоте (F6) фазы и модуля полного сопротивления кабеля (10) во время передачи электрического сигнала (C1, C6) связи, генерируемого кодирующим блоком, в направлении маяка; и
средства определения состояния кабеля, выполненные с возможностью сравнения измеренных фазы и модуля с контрольными значениями фазы и модуля полного сопротивления кабеля таким образом, чтобы определить одно из состояний кабеля:
состояние нормальной работы, состояние короткого замыкания или состояние разрыва цепи.
2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что средства измерения полного сопротивления выполнены с возможностью измерения мгновенного значения фазы и модуля полного сопротивления кабеля (10), при этом средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью определения мгновенного состояния кабеля для обнаружения появления неисправности в режиме реального времени.
3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что средства измерения полного сопротивления содержат:
средства (14) измерения напряжения и средства (16) измерения силы тока в точке кабеля; и
средства (34) фильтрации, выполненные с возможностью фильтрования на заранее определенной частоте (F6) сигналов измерения напряжения и силы тока, соответственно выдаваемых средствами измерения напряжения и силы тока, для получения фильтрованных сигналов измерения напряжения и силы тока.
4. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что средство (14) измерения напряжения содержит изолирующий трансформатор (20) с высоким полным сопротивлением, первичная обмотка которого последовательно подключена на входе кабеля (10), при этом средство (16) измерения силы тока содержит трансформатор (30) тока с низким сопротивлением, первичная обмотка которого последовательно подключена на входе кабеля (10).
5. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что заранее определенная частота соответствует частоте сигнала «C6» электрического сигнала связи между кодирующим блоком (3) и маяком (5) согласно норме ERTMS/ETCS.
6. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что указанные контрольные значения фазы и модуля полного сопротивления кабеля (10) ограничивают области в комплексной плоскости полного сопротивления кабеля таким образом, чтобы определить калибровочную картографию (50), при этом средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью введения измеренных фазы и модуля в отдельную область картографии и привязки к состоянию кабеля, связанного с указанной отдельной областью.
7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью вычисления положения соответствующей неисправности вдоль кабеля (10) в случае определения состояния кабеля как состояния короткого замыкания или состояния разрыва цепи.
8. Устройство по п.6 или 7, характеризующееся тем, что калибровочная картография (50) содержит кривую (А, В), связанную с состоянием короткого замыкания кабеля или состоянием разрыва цепи кабеля, при этом положение на кривой показывает местоположение соответствующей неисправности вдоль кабеля, причем средства определения состояния кабеля выполнены с возможностью позиционирования измеренных фазы и модуля на кривой во время обнаружения неисправности и вычисления местоположения неисправности вдоль кабеля (10).
9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что содержит средство (60) электрического разъединения, позволяющее замкнуть накоротко выход кодирующего блока (3), с которым соединен кабель (10) связи, в ответ на определение того, что указанный кабель находится в состоянии короткого замыкания или состоянии разрыва цепи.
10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что содержит средства (70) индикации состояния кабеля (10).
11. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что содержит средства запоминания, выполненные с возможностью сохранения данных, связанных с последовательными состояниями кабеля (10), и интерфейс вход/выход (80), обеспечивающий связь с терминалом пользователя (82) для передачи данных.
12. Наземное оборудование (1) установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержащее кодирующий блок (3), маяк (5), установленный на железнодорожном пути, и кабель (10) связи, соединяющий кодирующий блок и маяк, отличающееся тем, что содержит устройство обнаружения неисправности по любому из пп.1-11.
13. Оборудование по п.12, отличающееся тем, что указанное устройство (12) обнаружения неисправности размещено на интерфейсе между кодирующим блоком (3) и кабелем (10) связи.
14. Способ обнаружения неисправности типа короткого замыкания или разрыва цепи вдоль кабеля (10) связи, соединяющего кодирующий блок (3) и маяк (5) наземного оборудования (1) установки контроля железнодорожного транспортного средства, содержащего устройство (12) обнаружения неисправности по любому из пп.1-10, содержащий этапы, на которых:
на заранее определенной частоте (F6) измеряют фазу и модуль полного сопротивления кабеля во время передачи электрического сигнала (C1, C6) связи, генерируемого кодирующим блоком, в направлении маяка; и
сравнивают измеренные фазу и модуль с контрольными значениями фазы и модуля полного сопротивления кабеля с тем, чтобы определить состояние кабеля из следующих состояний: состояние нормальной работы, состояние короткого замыкания и состояние разрыва цепи.
15. Способ по п.14, характеризующийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором вычисляют местоположение неисправности вдоль кабеля после определения того, что кабель (10) находится в состоянии короткого замыкания или состоянии разрыва цепи.
| Устройство для регулировки движения искателей вызовов на АТС | 1939 |
|
SU72333A1 |
| Устройство для обнаружения участка повреждения изоляции в кабелях | 1990 |
|
SU1725169A1 |
| JP 2001358617 A, 26.12.2001 | |||
| US 20080048668 A1, 28.02.2008. | |||
