Устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации с учетом асимметрии в канале индукционной связи Российский патент 2020 года по МПК B61L3/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности, к устройствам контроля канала индуктивной связи автоматической локомотивной сигнализации, и может быть использовано как в качестве лабораторного стенда для изучения или исследования работы автоматической локомотивной сигнализации в условиях воздействия помех, создаваемых тяговым током, протекающим в смежных рельсовых нитях, так и в качестве испытательного оборудования в условиях контрольно-ремонтных пунктов депо.

Уровень техники

В настоящее время технические средства контроля и диагностики бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) не позволяют оценить влияние помехи, сформированной тяговым током смежных путей. Исследования в данной области показывают, что помехи, создаваемые электромагнитными полями таких токов оказывают значительное влияние на помехоустойчивость работы бортовых устройств автоматической локомотивной сигнализации. Это требует дополнительных исследований при изменении основных параметров токов помехи. Такие исследования позволят определить возможности повышения помехоустойчивости работы автоматической локомотивной сигнализации.

Известен контрольный пункт автоматической локомотивной сигнализации, оборудуемый в основных и оборотных депо (36090-00-00 МУ, Контрольный пункт АЛС. Методические указания по проектированию и оборудованию). В состав контрольного пункта входят один или несколько испытательных участка. Испытательный участок представляет собой стационарный шлейф, прокладываемый вдоль шейки рельса. Для исключения влияния взаимной индуктивности между рельсами и проводом шлейфа последний скрещивается. Стационарный шлейф имитирует собой рельсовую нить, по которой протекает сигнальный ток, формируемый устройством проверки АЛС (УПР-АЛС).

Благодаря скрещиванию стационарного шлейфа представляется возможным построить универсальный испытательный участок, позволяющий разместить один и более испытуемых локомотивов. Тем не менее, известный контрольный пункт не позволяет производить проверку бортовой аппаратуры АЛС в условиях, приближенных к эксплуатационным, т.е. не источники электромагнитных полей в виде рельсовых нитей смежных путей.

Известно устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации (RU 62882, B61L 3/12, 10.05.2007). Устройство содержит рельсы прямой стрелочного перевода, дроссель-трансформатор, источник сигнального тока, блок имитации тягового тока, выключатели, регулируемые реостаты, левую и правую локомотивные приемные катушки, рельсы кривой стрелочного перевода до изолирующих стыков, рельсы кривой стрелочного перевода за изолирующими стыками, второй и третий дроссель-трансформаторы, стрелочный соединитель, второй источник сигнала, подвижная платформа и привод подвижной платформы, причем левый и правый рельсы прямой стрелочного перевода первыми концами соединены через выключатели и регулируемые реостаты с основной обмоткой первого дроссель-трансформатора, средний вывод которой подключен к выходу блока имитации тягового тока, вход которого соединен со средним выводом основных обмоток второго и третьего дроссель-трансформаторов соответственно, основная обмотка второго дроссель-трансформатора соединена со вторыми концами левого и правого рельсов прямой стрелочного перевода, основная обмотка третьего дроссель-трансформатора соединена со вторыми концами левого и правого рельсов кривой стрелочного перевода за изолирующими стыками, первый конец правого рельса кривой стрелочного перевода за изолирующими стыками соединен через стрелочный соединитель со вторым концом левого рельса кривой стрелочного перевода до изолирующих стыков, первый конец которого соединен с первым входом левого рельса прямой стрелочного перевода, первый конец правого рельса кривой стрелочного перевода до изолирующих стыков соединен первым концом правого рельса прямой стрелочного перевода, к дополнительной обмотке первого и второго дроссель-трансформаторов подключены первый и второй источники сигнального тока соответственно, левая и правая локомотивные приемные катушки расположены на подвижной платформе над левым и правым рельсами стрелочного перевода соответственно, а передвижение платформы вдоль рельсов стрелочного перевода осуществляется ее приводом.

Несмотря на достоинства, позволяющие применять известное устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации для исследования канала индуктивной связи при движении подвижного состава на стрелочных переводах, оно обладает недостатком, связанным с невозможностью оценки степени влияния асимметрии тягового тока в рельсовых нитях смежных железнодорожных путей.

Наиболее близким аналогом является устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации, содержащее рельсы контрольного участка, дроссель-трансформатор, источник сигнального тока, блок имитации тягового тока, выключатели, регулируемые реостаты, левую и правую локомотивные приемные катушки, шпалы, подвижная платформа и привод подвижной платформы, причем рельсы контрольного участка одними концами связаны с имеющей средний вывод основной обмоткой дроссель-трансформатора, к дополнительной обмотке которого подключен источник сигнального тока, к среднему выводу основной обмотки дроссель-трансформатора подключен блок имитации тягового тока, другой вывод которого через выключатели и регулируемые реостаты подключен к другим концам рельсов контрольного участка, над левым и правым рельсами контрольного участка соответственно расположены левая и правая локомотивные приемные катушки на подвижной платформе, которая связана с приводом подвижной платформы (RU 62880, B61L 3/08, 10.05.2007). Оно взято за прототип.

К основным недостаткам прототипа следует отнести отсутствие возможности оценки влияния асимметрии, возникающей в канале автоматической локомотивной сигнализации от смежных железнодорожных путей.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение уровня помехоустойчивости работы автоматической локомотивной сигнализации, за счет учета влияния асимметрии в канале индуктивной связи, создаваемой тяговым током в рельсовых линиях смежных путей.

Технический результат достигается тем, что устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации с учетом асимметрии в канале индуктивной связи, содержащее первый путь, включающий в себя: первый и второй рельсы и шпалы, дроссель-трансформатор, регулируемые сопротивления; многоканальный генератор сигналов и помех, первую и вторую приемные катушки, подвижную платформу и привод подвижной платформы, дополнительно включает в себя второй путь, располагаемый с одной стороны от первого пути и состоящий из первого и второго рельсов второго пути и шпал второго пути, дроссель-трансформатора второго пути, первого и второго регулируемых сопротивлений второго пути, при этом первый и второй рельсы второго пути соединены через соответственно первое и второе регулируемые сопротивления второго пути с соответствующими выходами многоканального генератора сигналов и помех, индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками, для передачи сигнального тока дроссель-трансформатор второго пути, имеющий основную и дополнительную обмотки, соединяется основной обмоткой с первым и вторым рельсами, а дополнительной обмоткой подключен к соответствующему выходу многоканального генератора сигналов и помех, при этом расстояние между осями первого и второго путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути.

По другому варианту исполнения устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации с учетом влияния асимметрии в канале индуктивной связи на многопутных перегонах дополнительно включает в себя третий путь, располагаемый с другой стороны от первого пути и состоящий из первого и второго рельсов третьего пути, шпал третьего пути, дроссель-трансформатора третьего пути, первого и второго регулируемых сопротивлений третьего пути, при этом первый и второй рельсы третьего пути соединены через соответственно первое и второе регулируемые сопротивления третьего пути с соответствующими выходами многоканального генератора сигналов и помех, индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками, для передачи сигнального тока дроссель-трансформатор третьего пути, имеющий основную и дополнительную обмотки, соединяется основной обмоткой с первым и вторым рельсами третьего пути, а дополнительной обмоткой подключен к соответствующему выходу многоканального генератора сигналов и помех, при этом расстояние между осями первого и третьего путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути.

При этом вместо первой и второй приемных катушек содержит первый и второй токовые датчики для оценки возможности их применения в составе индуктивного канала передачи информации автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия помех.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема заявленного устройства.

Осуществление изобретения

На чертеже введены следующие обозначения:

1 - блок ввода данных;

2 - блок управления;

3 - многоканальный генератор сигналов и помех;

4 - первый путь;

5 - первое регулируемое сопротивление первого пути;

6 - второе регулируемое сопротивление первого пути;

7 - дроссель-трансформатор первого пути;

8 - первый рельс первого пути;

9 - второй рельс первого пути;

10 - шпала первого пути;

11 - подвижная платформа;

12 - первая приемная катушка;

13 - вторая приемная катушка;

14 - блок подключения;

15 - блок измерения и анализа;

16 - блок индикации;

17 - блок памяти;

18 - привод подвижной платформы;

19 - второй путь;

20 - первое регулируемое сопротивление второго пути;

21 - второе регулируемое сопротивление второго пути;

22 - дроссель-трансформатор второго пути;

23 - первый рельс второго пути;

24 - второй рельс второго пути;

25 - шпала второго пути;

26 - третий путь;

27 - первое регулируемое сопротивление третьего пути;

28 - второе регулируемое сопротивление третьего пути;

29 - дроссель-трансформатор третьего пути;

30 - первый рельс третьего пути;

31 - второй рельс третьего пути;

32 - шпала третьего пути.

Устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации с учетом асимметрии в канале индуктивной связи работает следующим образом.

Оператор посредством ввода основных параметров проверки с помощью блока ввода 1 устанавливает режим работы устройства. Вводятся номера испытуемых приемных катушек или иных токовых датчиков, их тип.

Блок управления 2 на основании введенной оператором информации вырабатывает управляющие воздействия и передает их на вход многоканального генератора сигналов и помех 3.

По первому варианту выполнения устройства соответствующие выходы многоканального генератора сигналов и помех 3 соединяются со входами дроссель-трансформатора 7 первого пути (с дополнительной его обмоткой) и первого и второго регулируемых сопротивлений первого пути 5 и 6. Основная обмотка дроссель-трансформатора первого пути 7 подключена к первому и второму рельсам первого пути 8 и 9. Аналогично выходы первого и второго регулируемых сопротивлений первого пути 5 и 6 подключены в соответствующих местах к первому и второму рельсам первого пути 8 и 9.

Первый и второй рельсы первого пути 8 и 9 индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками 12 и 13, которые устанавливаются над головками соответственно первого и второго рельсов первого пути на высоте и со смещением относительно оси ходовых рельсов в соответствии с действующими нормативными значениями. Первая и вторая приемные катушки 12 и 13 установлены на подвижной платформе 11, имеющей привод подвижной платформы 18 для обеспечения перемещения первой и второй приемных катушек 12 и 13 вдоль первого пути 4, образованного первым и вторым рельсами первого пути 8 и 9 и шпалами первого пути 10.

Другие выходы многоканального генератора сигналов и помех подключены соответственно к дроссель-трансформатору второго пути 22 (к дополнительной обмотке) и первому и второму регулируемым сопротивлениям второго пути 20 и 21. Своими выходами они соединяются с первым и вторым рельсами второго пути 23 и 24. Первый и второй рельсы второго пути 23 и 24 также индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками 12 и 13. При этом расстояние между осями первого и второго путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути.

Первая и вторая приемные катушки 12 и 13 включаются между собой последовательно и встречно. Своими выходами первая и вторая приемные катушки 12 и 13 подключены к соответствующим входам блока подключения 14.

Своими выходами блок подключения 14 соединяется с соответствующими входами блока измерения и анализа 15. Блок измерения и анализа 15 фиксирует величину напряжения на своих входах на различных частотах, а также фиксирует форму получаемого сигнала и передает их на блок индикации 16 и блок памяти 17. Блок индикации 16 может быть выполнен в виде жидкокристаллического дисплея. Блок памяти 17 может быть выполнен как твердотельный накопитель, жесткий диск или съемный флеш-накопитель.

Такой вариант выполнения устройства позволяет обеспечить как исследование тракта индуктивной связи в системе автоматической локомотивной сигнализации как при асимметрии тягового тока первого ходового пути, так и при асимметрии тягового тока смежного с ним второго пути, что эквивалентно по условиям двухпутным участкам перегонов или станциям. При этом представляется возможным оценить и влияние асимметрии положения первой и второй приемных катушек 12 и 13 относительно ходовых рельсов (при изменении высоты их подвеса или смещении относительно оси ходового рельса) на общую асимметрию в индуктивном канале передачи информации.

Также такой вариант выполнения устройства обеспечивает возможность проведения испытаний отдельных элементов бортовых устройств автоматической локомотивной сигнализации в условиях, приближенных к эксплуатационным на двухпутных участках железных дорог.

По второму варианту выполнения устройства (фиг. 1) дополнительно вводятся элементы третьего пути 26, располагаемого по другую сторону относительно первого пути: дроссель-трансформатор третьего пути 29, первое и второе регулируемые сопротивления третьего пути 27 и 28, которые своими входами подключены к соответствующим выходам многоканального генератора сигналов и помех 3. Выходами дроссель-трансформатор третьего пути 29, первое и второе регулируемые сопротивления третьего пути 27 и 28 соединены в соответствующих местах с первым и вторым рельсами третьего пути 30 и 31, которые, в свою очередь, располагаются на шпалах третьего пути 32. При этом расстояние между осями первого и третьего путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути.

Первый и второй рельсы третьего пути 30 и 31 индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками 12 и 13. Таким образом, представляется возможность моделирования работы приемных устройств системы автоматической локомотивной сигнализации в условиях асимметрии тягового тока как в рельсовой линии ходового первого пути, так и асимметрии тягового тока в рельсовых линиях двух смежных путей, которое возможно на многопутных участках железных дорог и, в частности, на станциях.

По третьему варианту выполнения устройства первая и вторая приемные катушки 12 и 13 могут быть заменены на другие токовые датчики (например, аналоговые датчики Холла), обеспечивающие прием сигналов из рельсовой линии с целью подтверждения их эффективности и применимости в условиях эксплуатации.

Критерий «промышленная применимость» заявляемого устройства подтверждается его потенциальной эффективностью по сравнению с прототипом.

Устройство позволяет расширить возможности контроля и технической диагностики бортовой аппаратуры АЛС, позволяя выявить такие условия эксплуатации при асимметрии тягового тока в рельсовых линиях на многопутных участках железнодорожных линий, при которых автоматическая локомотивная сигнализация имеет низкую помехоустойчивость.

Предлагаемое устройство может использоваться может как в качестве лабораторного стенда для изучения или исследования работы автоматической локомотивной сигнализации в условиях асимметрии тягового тока в рельсовых линиях смежных путей, так и в качестве испытательного оборудования в условиях контрольных или контрольно-ремонтных пунктов депо.

Устройство содержит первый путь, включающий в себя: первый и второй рельсы и шпалы, дроссель-трансформатор, регулируемые сопротивления; многоканальный генератор сигналов и помех, первую и вторую приемные катушки, блок ввода данных, блок управления, блок подключения, блок измерения и анализа, блок индикации и блок памяти, подвижную платформу и привод подвижной платформы. При этом устройство дополнительно включает в себя второй путь, расположенный с одной стороны от первого пути и состоящий из первого и второго рельсов второго пути и шпал второго пути, дроссель-трансформатор второго пути, первого и второго регулируемых сопротивлений второго пути. Первый и второй рельсы второго пути соединены через соответственно первое и второе регулируемые сопротивления второго пути с соответствующими выходами многоканального генератора сигналов и помех, индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками, для передачи сигнального тока дроссель-трансформатор второго пути, имеющий основную и дополнительную обмотки, соединен основной обмоткой с первым и вторым рельсами, а дополнительной обмоткой подключен к соответствующему выходу многоканального генератора сигналов и помех. Расстояние между осями первого и второго путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути. Достигается повышение уровня помехоустойчивости работы автоматической локомотивной сигнализации, за счет учета влияния асимметрии в канале индуктивной связи, создаваемой тяговым током в рельсовых линиях смежных путей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации с учетом асимметрии в канале индуктивной связи, содержащее первый путь, включающий в себя: первый и второй рельсы и шпалы, дроссель-трансформатор, регулируемые сопротивления; многоканальный генератор сигналов и помех, первую и вторую приемные катушки, блок ввода данных, блок управления, блок подключения, блок измерения и анализа, блок индикации и блок памяти, подвижную платформу и привод подвижной платформы, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя второй путь, расположенный с одной стороны от первого пути и состоящий из первого и второго рельсов второго пути и шпал второго пути, дроссель-трансформатора второго пути, первого и второго регулируемых сопротивлений второго пути, при этом первый и второй рельсы второго пути соединены через соответственно первое и второе регулируемые сопротивления второго пути с соответствующими выходами многоканального генератора сигналов и помех, индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками, для передачи сигнального тока дроссель-трансформатор второго пути, имеющий основную и дополнительную обмотки, соединен основной обмоткой с первым и вторым рельсами, а дополнительной обмоткой подключен к соответствующему выходу многоканального генератора сигналов и помех, при этом расстояние между осями первого и второго путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути.

2. Устройство по п.1 отличающееся тем, что для проверки

автоматической локомотивной сигнализации с учетом влияния асимметрии в канале индуктивной связи на многопутных перегонах дополнительно включает в себя третий путь, располагаемый с другой стороны от первого пути и состоящий из первого и второго рельсов третьего пути, шпал третьего пути, дроссель-трансформатора третьего пути, первого и второго регулируемых сопротивлений третьего пути, при этом первый и второй рельсы третьего пути соединены через соответственно первое и второе регулируемые сопротивления третьего пути с соответствующими выходами многоканального генератора сигналов и помех, индуктивно связаны с первой и второй приемными катушками; для передачи сигнального тока дроссель-трансформатор третьего пути, имеющий основную и дополнительную обмотки, соединен основной обмоткой с первым и вторым рельсами третьего пути, а дополнительной обмоткой подключен к соответствующему выходу многоканального генератора сигналов и помех, при этом расстояние между осями первого и третьего путей соответствует требованиям к проектированию и содержанию верхнего строения пути.