Стационарное устройство с фиксированным размещением для определения нахождения подвижного состава на ограниченном электрифицированном участке железнодорожного пути Российский патент 2017 года по МПК B61L25/02 

Описание патента на изобретение RU2616228C2

Изобретение относится к транспортным системам, в частности к системам железнодорожной автоматики и телемеханики с полностью автоматическим управлением, и, более конкретно, к устройствам определения текущего местоположения подвижного состава.

Известен «Способ диагностирования рельсового пути и подвижного состава», патент РФ №2487809, основанный на радиолокационном принципе с использованием поверхностных электромагнитных волн, в котором реализовано устройство, содержащее регулируемый генератор электрических импульсов специальной формы, коммутатор, обеспечивающий поочередную трансляцию импульсов на каждую приемо-передающую антенну, синхронизатор для открытия входа усилителя приемника на определенный временной интервал, соответствующий времени прихода отраженного сигнала, блок памяти для введения и хранения параметров отраженных импульсов, соответствующих нормальному состоянию пути и нормальному состоянию вагонов. В устройство входит блок питания, обеспечивающий работу от стандартных бортовых источников питания, бортовой компьютер, обеспечивающий обработку полученной информации.

Недостатком данного способа и устройства является то, что используется импульсный метод радиолокации, для которого необходимо использовать несущую частоту около 300 МГц. Для сигналов таких частот рельсовый путь представляет собой волновод с многочисленными неоднородностями, образованными креплениями рельса на шпалы, самими шпалами и стыками, рассеивающими сигнал поверхностной волны. Кроме того, параметры рельса как волновода сильно зависят от подстилающей поверхности, что ограничивает применения данного способа для определения местоположения подвижного состава и снижает его эффективность. Использование сигналов более низких частот не позволяет достичь заявленных результатов.

Известна «Система передачи информации на пешеходные переходы и переезды о приближении подвижного состава», патент на полезную модель №137533 от 28.06.2013, содержащая генератор сигналов, вход которого соединен с одним из выходов модуля управления и связи, другой выход которого соединен с одним из входов антенного коммутатора, вход/выход которого соединен с входом/выходом антенной системы, модуль питания, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи. Дополнительно введены приемный и передающий модули и модуль аналоговой обработки, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи, вход и выход передающего модуля соединены, соответственно, с одним из выходов генератора сигналов и одним из входов антенного коммутатора, выход которого соединен с одним из входов приемного модуля, вход и выход которого соединены, соответственно, с одним из выходов генератора и входом модуля аналоговой обработки сигнала, выход которого соединен с одним из входов модуля управления и связи, при этом генератор сигналов выполнен с возможностью обеспечения прямого цифрового синтеза частоты и фазовой манипуляции, а антенная система установлена с возможностью взаимодействия с проводами контактной сети.

Система реализует радиолокационный способ определения расстояния до подвижного состава, в котором сигнал распространяется в волноводе, образованном рельсом и проводом контактной сети, и отражается от подвижного состава.

Недостатком данного способа является снижение точности и достоверности определения местоположения подвижного состава при установке системы вблизи станции с большим числом разветвлений пути по причине наличия многочисленных отражений сигнала, вызванных разветвлениями контактной сети. Еще один недостаток данного способа - недостаточная для использования на железнодорожном переезде надежность регистрации подвижного состава ввиду использования только одного физического принципа определения расстояния до подвижного состава - регистрация и анализ характеристик отраженного сигнала.

Вышеуказанный способ определения расстояния до подвижного состава и устройство, реализующее его, является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и устройству, поэтому выбрано в качестве прототипа.

Решаемой технической задачей является создание устройства определения местоположения подвижного состава на основе электромагнитного зондирования рельсового пути, работоспособного как на перегонах, так и на станциях, а также повышение надежности обнаружения подвижного состава.

Достигаемым техническим результатом является повышение надежности и достоверности определения местоположения подвижного состава.

Технический результат достигается следующим образом.

Электромагнитная волна формируется передающим устройством, антенна которого связана с волноводом, образованным рельсом и контактным проводом (или проводом ДПР или волноводом поездной радиосвязи). Сформированная электромагнитная волна распространяется в двух направлениях. На заданном расстоянии от передающего устройства устанавливается приемное устройство, антенна которого связана с волноводом, образованным рельсом и контактным проводом (или проводом ДПР, или волноводом поездной радиосвязи). Приемное устройство выполнено с возможностью приема прямого (без отражения) сигнала передающего устройства, сигнала, отраженного от подвижного состава, и информационного цифрового сигнала одновременно.

Сигнал, излученный передающим устройством, отражаясь от подвижного состава, движущегося в направлении передающего и приемного устройств, поступает на вход приемного устройства. Прямой сигнал передающего устройства также поступает на вход приемного устройства. По разности частот или фаз прямого и отраженного сигнала определяется расстояние до подвижного состава.

При подходе подвижного состава на расстояние менее длины волны из-за сильного отражения происходит увеличение мощности сигнала, распространяющегося в направлении приемного устройства. При проследовании подвижным сигналом антенны передающего устройства происходит уменьшение мощности сигнала, распространяющегося в направлении приемного устройства. Эти изменения мощности сигнала фиксируются приемным устройством и используются как сигнал подтверждения выхода подвижного состава на контролируемый участок.

При движении подвижного состава на участке между передающим и приемным устройствами происходит периодическое изменение мощности сигнала, связанное с изменением расстояния между подвижным составом и антеннами передающего и приемного устройств, в соотношении с длиной волны. По этим изменениям мощности сигнала определяются местоположение подвижного состава на контролируемом участке и его скорость. При прохождении подвижным составом антенны приемного устройства формируется сигнал подтверждения выхода подвижного состава с контролируемого участка. Дальнейшее сопровождение подвижного состава выполняется с использованием отраженного сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего описанный способ определения местоположения подвижного состава.

Устройство для определения местоположения подвижного состава содержит передающее устройство, которое включает блок формирования сигналов 1, выход которого соединен с одним из входов задающего генератора 3.

Выходы источника питания 2 соединены, соответственно, с одним из входов задающего генератора 3, с одним из входов усилителя мощности 4, с одним из входов блока формирования сигналов 1.

Выходы усилителя мощности 4 соединены с антенной 5 и с шлейфом 14, имеющим электромагнитную связь с рельсом 7.

Приемное устройство содержит радиочастотный модуль, входы которого соединены с антенной 8, с шлейфом 15, имеющим электромагнитную связь рельсом 7, выходом гетеродина 10, одним из выходов модуля цифровой обработки сигнала 9.

Выход радиочастотного модуля 11 соединен с одним из входов модуля аналоговой обработки сигнала 13, выход которого соединен с одним из входов модуля цифровой обработки сигнала 9.

Один из выходов модуля цифровой обработки сигнала 9 соединен с одним из входов гетеродина 10, выход которого соединен с одним из входов радиочастотного модуля.

Выходы источника питания 12 соединены с одним из входов радиочастотного модуля, одним из входов гетеродина 10, одним из входов модуля цифровой обработки сигнала 9, одним из входов модуля аналоговой обработки сигнала 13.

Антенны 5, 8 связаны с проводом 6.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 3, управляемый с блока формирования зондирующего сигнала, формирует зондирующий сигнал и информационный сигнал, который усиливается усилителем мощности 4 и поступает в волновод, образованный проводом 6 и рельсом 7 через антенну 5.

Прямой сигнал передающего устройства, сигнал, отраженный от подвижного состава и информационный сигнал поступают на вход радиочастотного модуля 11 через антенну 5. На второй вход радиочастотного модуля подается сигнал с гетеродина 10, управляемого модулем цифровой обработки сигнала 9. Сигнал с выхода радиочастотного модуля 11 поступает на вход модуля аналоговой обработки сигнала 13, который приводит его к виду, необходимому для работы аналого-цифрового преобразователя модуля цифровой обработки сигнала 9. Модуль цифровой обработки сигнала 9 обеспечивает окончательную обработку принятого сигнала, расчет местоположения подвижного состава, формирование и выдачу управляющих сигналов на внешние устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. Источник питания 2 обеспечивает необходимые напряжения питания для всех модулей передающего устройства. Источник питания 12 обеспечивает необходимые напряжения питания для всех модулей приемного устройства.

Похожие патенты RU2616228C2

название год авторы номер документа
ПЕРЕМЕЩАЕМОЕ УСТРОЙСТВО ОПОВЕЩЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ БРИГАД О ВСТУПЛЕНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА УЧАСТОК ОГРАЖДЕНИЯ 2015
  • Шведов Андрей Викторович
  • Дягтеренко Николай Николаевич
  • Моденов Александр Борисович
  • Кибкало Алексей Алексеевич
  • Хробостов Владислав Львович
  • Мягков Борис Анатолиевич
RU2598112C1
ОПЕРАТИВНО МОНТИРУЕМОЕ НА ИНФРАСТРУКТУРЕ ПЕРЕНОСНОЕ УСТРОЙСТВО ОПОВЕЩЕНИЯ РАБОТАЮЩИХ НА ПУТЯХ О ВСТУПЛЕНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОГРАНИЧЕННЫЙ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫЙ УЧАСТОК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ 2015
  • Шведов Андрей Викторович
  • Дягтеренко Николай Николаевич
  • Моденов Александр Борисович
  • Кибкало Алексей Алексеевич
  • Хробостов Владислав Львович
  • Мягков Борис Анатолиевич
RU2597753C1
Многофункциональная малогабаритная радиолокационная система для летательных аппаратов 2016
  • Алексеев Александр Станиславович
  • Кудашев Владимир Сергеевич
  • Савостьянов Владимир Юрьевич
  • Самарин Олег Фёдорович
  • Ровкин Михаил Евгеньевич
  • Руссков Дмитрий Анатольевич
RU2630278C1
МЕТКА РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТА И СИСТЕМА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ И КОНТРОЛЯ ОБЪЕКТОВ 2007
  • Саблин Вячеслав Николаевич
  • Бурмистров Евгений Александрович
  • Костюков Евгений Валентинович
  • Парамонов Игорь Васильевич
RU2371734C2
ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 6G 2022
  • Юдин Дмитрий Игоревич
  • Лаконцев Дмитрий Владимирович
RU2818226C2
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МНОГОДИАПАЗОННАЯ МАСШТАБИРУЕМАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 2011
  • Гуськов Юрий Николаевич
  • Самарин Олег Федорович
  • Канащенков Анатолий Иванович
  • Тищенко Вячеслав Валерьевич
  • Савостьянов Владимир Юрьевич
  • Кудашев Владимир Сергеевич
  • Шевцов Вячеслав Алексеевич
RU2496120C2
РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2021
  • Савинецкий Александр Борисович
  • Евсигнеев Владимир Евгеньевич
  • Казарян Саркис Манукович
  • Чудников Валерий Владимирович
  • Бычков Андрей Вячеславович
  • Фоменко Степан Владимирович
RU2761928C1
ПРИЁМО-ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА ДЛИН ВОЛН 2014
  • Канаков Владимир Анатольевич
  • Взятышев Виктор Феодосьевич
  • Орехов Юрий Иванович
  • Панкратов Александр Геннадьевич
  • Родионов Алексей Вячеславович
  • Юдин Александр Геннадьевич
  • Кондратьев Анатолий Вячеславович
  • Чуркин Сергей Сергеевич
RU2569936C1
АВТОМАТИЧЕСКАЯ НРЛС С УВЕЛИЧЕННЫМ НЕОБСЛУЖИВАЕМЫМ ПЕРИОДОМ АВТОНОМНОЙ РАБОТЫ 2012
  • Бурка Сергей Васильевич
  • Яковлев Александр Владимирович
  • Дьяков Александр Иванович
  • Деремян Михаил Олегович
  • Славянинов Владимир Васильевич
  • Макаренко Дмитрий Александрович
  • Тутов Алексей Владимирович
  • Чигвинцев Сергей Павлович
RU2522910C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ 2017
  • Атаянц Борис Аванесович
  • Давыдочкин Вячеслав Михайлович
  • Езерский Виктор Витольдович
RU2661488C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 616 228 C2

Реферат патента 2017 года Стационарное устройство с фиксированным размещением для определения нахождения подвижного состава на ограниченном электрифицированном участке железнодорожного пути

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для определения местоположения подвижного состава. Техническое решение содержит передающее и приемное устройства. Причем передающее устройство включает блок формирования сигналов, источник питания, задающий генератор, усилитель мощности, антенну и шлейф, а приемное устройство включает модуль аналоговой обработки сигнала, источник питания, радиочастотный модуль, модуль цифровой обработки сигнала, гетеродин, антенну и шлейф. Причем шлейфы передающего и приемного устройств связаны с рельсом посредством электромагнитной связи, а их антенны связаны с проводом. Достигается повышение надежности и достоверности определения местоположения подвижного состава. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 616 228 C2

Стационарное устройство с фиксированным размещением для определения нахождения подвижного состава на ограниченном электрифицированном участке железнодорожного пути, содержащее передающее устройство, которое включает в себя блок формирования сигналов, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход - с одним из входов задающего генератора, другой вход которого соединен с выходом источника питания, другой выход источника питания соединен с одним из входов усилителя мощности, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а один из выходов соединен с антенной, другой - с шлейфом, имеющим электромагнитную связь с рельсом, а также содержит приемное устройство, включающее в себя радиочастотный модуль, один из входов которого соединен с антенной, другой - с шлейфом, имеющим электромагнитную связь с рельсом, а выход соединен с входом модуля аналоговой обработки сигнала, который соединен с модулем цифровой обработки сигнала, выход соединен с входом гетеродина, который соединен с одним из входов радиочастотного модуля, отличающееся тем, что приемное и передающее устройства устанавливаются на расстоянии, равном длине контролируемого участка пути, как на станции, так и на перегоне, приемное устройство принимает одновременно «прямой» сигнал передающего устройства, сигнал, отраженный от подвижного состава, и информационный сигнал.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2616228C2

Сменное оборудование для послойной разработки мерзлого грунта 1959
  • Баландин В.П.
  • Бородачев И.П.
  • Марков П.И.
  • Беркман И.Л.
SU137533A1
УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОСЛЕДОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 1999
  • Самодуров В.И.
  • Желобин В.Б.
  • Кухаренко Т.В.
RU2248898C2
Устройство автоматической сигнализации о приближении поезда к участку путевых работ 1987
  • Шевандин Михаил Алексеевич
  • Волков Андрей Владимирович
  • Бакулин Александр Аркадьевич
  • Чавчанидзе Григорий Джемалович
SU1539111A1
Устройство автоматической сигнализации о приближении поезда к участку путевых работ 1985
  • Шевандин Михаил Алексеевич
  • Бакулин Александр Аркадьевич
  • Волков Андрей Владимирович
SU1320108A1

RU 2 616 228 C2

Авторы

Шведов Андрей Викторович

Дягтеренко Николай Николаевич

Моденов Александр Борисович

Кибкало Алексей Алексеевич

Хробостов Владислав Львович

Мягков Борис Анатолиевич

Даты

2017-04-13Публикация

2015-07-24Подача