Цифровой модуль контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала ЦМ КРЦ-АР Российский патент 2021 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов.

Также из уровня техники известно устройство для централизованной автоблокировки с бесстыковыми рельсовыми цепями тональной частоты (RU 2693992 от 20.09.2019), которое содержит полукомплекты постовой аппаратуры и бортовую часть. Каждый полукомплект постовой аппаратуры автоблокировки включает блок генераторов сигналов рельсовых цепей тональной частоты, передающие жилы кабельной линии, блок приемников сигналов рельсовых цепей тональной частоты, блок контроля последовательного занятия рельсовых цепей блок-участка, блок контроля последовательного освобождения рельсовых цепей блок-участка, блок блокирующих реле и блок сигнальных реле, блок выбора сигналов кодирования, блок формирователя сигналов кодирования, блок включения кодовых сигналов, блок сигнальных реле, приемопередатчик дальней радиосвязи, блок координатной разблокировки и реконфигурации. Бортовая часть включает установленные в головной части состава электропоезда блок формирования радиосообщений, к которому подключен спутниковый навигационный блок, обеспечивающий определение текущей координаты при движении электропоезда по блок-участкам рельсовой линии с заблокированными или ложно занятыми рельсовыми цепями. Достигается повышение пропускной способности и обеспечение возможности автоматического разблокирования пройденного участка пути, а также реконфигурации ложно занятой рельсовой цепи.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является Цифровой модуль контроля рельсовых цепей ЦМ КРЦ (http://stalenergo.ru/?page_id=1581), представляющий собой функционально законченную подсистему контроля и кодирования рельсовых цепей с защитой от грозовых и коммутационных перенапряжений, приемом и передачей информации через цифровой и/или релейный интерфейс с контролем работоспособного состояния входящих в него устройств. ЦМ КРЦ включает в себя: аппаратуру тональных рельсовых цепей (ГП3С-Е, ПП3С-Е, ФПМ-Е, УТ-Е); аппаратуру кодирования рельсовых цепей сигналами; аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений; аппаратуру обмена данными с микропроцессорными и релейными системами СЦБ.

Вышеуказанные известные устройства обладают недостатками, заключающимися в возможности получения ложной информации о свободности фактически занятой рельсовой цепи или получения ложной информации о занятости фактически свободной рельсовой цепи по причине ошибочной регулировки рельсовой цепи, значительного воздействии внешних дестабилизирующих факторов или влияния помех в рабочем диапазоне частот, формируемых современным электроподвижным составом.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение надежности работы рельсовых цепей.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение электромагнитной совместимости тональных рельсовых цепей и перспективного электроподвижного состава, создающего помехи в рабочем диапазоне частот тональных рельсовых цепей, а также улучшения условий работы тональных рельсовых цепей при воздействии внешних дестабилизирующих факторов и снижения негативного влияния ошибочной регулировки, возможности эксплуатации рельсовых цепей в автоматическом режиме без постоянного привлечения технического персонала.

Технический результат стал возможным благодаря:

- применению в составе заявляемого изобретения приемников микропроцессорных путевых, входящих в состав блоков приемников микропроцессорных путевых, входящих в состав аппаратуры релейных концов тональных рельсовых цепей (АРК ТРЦ) и обладающих чрезвычайно высокой помехоустойчивостью в рабочей полосе частот. Высокая помехоустойчивость указанных приемников достигнута благодаря применению в составе приемника блока нелинейной обработки сигнала, предназначенного для принятия решения о состоянии рельсовой цепи в условиях действия широкополосных помех и блока спектральной обработки сигнала, предназначенного для работы в условиях мощных узкополосных помех, создаваемых современным электроподвижным составом;

- автоматической коррекции выходного напряжения генератора в допустимых пределах, по условиям шунтового и контрольного режимов при воздействии внешних дестабилизирующих факторов (изменение сопротивления изоляции рельсовой линии, состояние стыковых соединителей, колебание напряжения источника питания и др.), которая осуществляется по команде от приемника рельсовой цепи за счет наличия обратной связи (шины автоматического регулирования) между генератором рельсовой цепи и приемником рельсовой цепи;

- автоматическому сохранению в энергонезависимой памяти генератора регулировочных характеристик, задаваемых электромехаником при первоначальной регулировке ТРЦ-АР, и их использование в алгоритме работы автоматического регулирования уровня выходного сигнала генератора по команде от приемника.

Технический результат достигается за счет того, что цифровой модуль контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала, содержит:

- аппаратуру питающих концов тональных рельсовых цепей (АПК ТРЦ), состоящую из, по меньшей мере, одного блока генераторов микропроцессорных путевых, подключенного посредством шины автоматического регулирования к блоку приемников микропроцессорных путевых, и, по меньшей мере, одного блока фильтров путевых, подключенных через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений посредством передающих жил кабельной линии к рельсовой линии;

- аппаратуру релейных концов тональных рельсовых цепей (АРК ТРЦ), состоящую из, по меньшей мере, одного блока приемников микропроцессорных путевых, подключенного посредством шины автоматического регулирования к блоку генераторов микропроцессорных путевых, входящих в него приемников подключенных через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений посредством приемных жил кабельной линии к рельсовой линии;

- аппаратуру кодирования рельсовых цепей сигналами автоматической локомотивной сигнализации (АКРЦ), состоящую из, по меньшей мере, одного генератора кода, подключенную к передающим и/или приемным жилам кабельной линии;

- аппаратуру обмена данными (АОД), состоящую из, по меньшей мере, одного объектного контроллера дискретного ОКД, концентратора связи нижнего уровня КСн, и подключаемую к микропроцессорной централизации для получения приказов и передачи статусов, подключаемую к аппаратуре кодирования рельсовых цепей для получения приказов и передачи статусов, подключаемую к аппаратуре релейных концов тональных рельсовых цепей для получения информации о свободности или занятости рельсовой цепи, подключаемую к иному оборудованию, входящему в состав цифрового модуля контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала, для получения диагностической информации;

и отличается тем, что в качестве аппаратуры тональных рельсовых путей (ТРЦ) применяется аппаратура тональных рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала (ТРЦ-АР), при этом указанное автоматическое регулирование осуществляется посредством шины автоматического регулирования, соединяющей блок генераторов микропроцессорных путевых и блок приемников микропроцессорных путевых, а аппаратура от грозовых и коммутационных перенапряжений представляет собой аппаратуру 1-й и 2-й ступеней защиты.

Цифровой модуль контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала (ЦМ КРЦ-АР) представляет собой функционально законченную подсистему контроля и кодирования рельсовых участков с приемом и передачей информации через цифровой и/или релейный интерфейс и предназначен для применения в составе существующих и вновь строящихся систем электрической централизации и автоблокировки с ТРЦ.

ЦМ КРЦ-АР выполняет следующие функции:

- контроль свободности/занятости РЦ;

- контроль целостности элементов РЦ с помощью сигналов ТРЦ;

- формирование и передача в РЦ сигналов автоматической локомотивной сигнализации;

- автоматическое регулирование уровня выходного сигнала генератора по команде от приемника;

- передача информации о состоянии РЦ в системы ЭЦ и/или АБ;

- автоматическая диагностика состояния устройств, входящих в его состав, с регистрацией отказов.

В состав ЦМ КРЦ-АР входит:

- аппаратура питающих концов тональных рельсовых цепей АПК ТРЦ (1), состоящая из, по меньшей мере, одного блока генераторов микропроцессорных путевых (2) и, по меньшей мере, одного блока фильтров путевых (3), подключенных через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (4) посредством передающих жил кабельной линии к рельсовой линии (10);

- аппаратура релейных концов тональных рельсовых цепей АРК ТРЦ (5), состоящая из, по меньшей мере, одного блока приемников микропроцессорных путевых (6), подключенных через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений (7) посредством приемных жил кабельной линии к рельсовой линии (10);

- аппаратура кодирования рельсовых цепей сигналами автоматической локомотивной сигнализации АКРЦ (8), состоящую из, по меньшей мере, одного генератора кода, подключенная к передающим и/или приемным жилам кабельной линии;

- аппаратура обмена данными АОД (9), состоящая из, по меньшей мере, одного объектного контроллера дискретного, концентратора связи, и подключаемая к микропроцессорной централизации (11) для получения приказов и передачи статусов, подключаемую к аппаратуре кодирования рельсовых цепей (8) для получения приказов и передачи статусов, подключаемую к аппаратуре релейных концов тональных рельсовых цепей (5) для получения информации о свободности или занятости рельсовой цепи, подключаемую к иному оборудованию, входящему в состав цифрового модуля контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала, для получения диагностической информации;

- аппаратура 1-й и 2-й ступеней защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.

При этом указанное автоматическое регулирование осуществляется посредством шины автоматического регулирования (12), соединяющей блок генераторов микропроцессорных путевых и блок приемников микропроцессорных путевых

Изобретение поясняется фигурой 1 (Фиг. 1) - Структура ЦМ КРЦ-АР для случая увязки с микропроцессорной системой СЦБ.

На фигуре 1 аппаратура 1-й ступени защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений на фигурах не показана.

Диагностика технического состояния ЦМ КРЦ-АР осуществляется через соответствующие «сухие» контакты реле устройств, подключаемые к системе автоматизированного диспетчерского контроля или микропроцессорной централизации (на фигуре 1 не показана).

Передача амплитудно-манипулированных сигналов в рельсовые цепи осуществляется с помощью АПК ТРЦ через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений первой и второй ступеней.

Прием и дешифрация амплитудно-манипулированных сигналов из рельсовых цепей осуществляется с помощью АРК ТРЦ через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений первой и второй ступеней.

Информация о свободности/занятости рельсовой цепи передается в систему СЦБ:

- путем подключения выходов приемников микропроцессорных путевых, входящих в состав блоков приемников микропроцессорных путевых к исполнительным реле АНШ2-310 с последовательно соединенными обмотками (при увязке ЦМ КРЦ-АР с релейными системами СЦБ);

- путем подключения выходов приемников микропроцессорных путевых, входящих в состав блоков приемников микропроцессорных путевых к входам ОКД-Е (при увязке ЦМ КРЦ-АР с микропроцессорными системами СЦБ).

Кодирование рельсовых цепей сигналами автоматической локомотивной сигнализации осуществляется с помощью аппаратуры кодирования рельсовых цепей сигналами автоматической локомотивной сигнализации (АКРЦ). АКРЦ может подключаться к питающему и/или релейному концам рельсовой цепи. Тип формируемого кода автоматической локомотивной сигнализации в системе СЦБ определяется:

- путем непосредственного подключения к входам генератора кода контактов реле и задания параметров кода с помощью перемычек (при увязке ЦМ КРЦ-АР с релейными системами СЦБ);

- управляющим сигналом от микропроцессорной системы СЦБ по интерфейсу RS-422 (при увязке ЦМ КРЦ-АР с микропроцессорными системами СЦБ).

При увязке ЦМ КРЦ-АР с микропроцессорными системами СЦБ (смотри Фиг. 1) используется АОД, которая выполняет следующие функции:

- обеспечивает передачу приказов от микропроцессорной системы СЦБ к аппаратуре ЦМ КРЦ-АР по интерфейсу RS-422;

- обеспечивает передачу статусов от аппаратуры ЦМ КРЦ-АР в микропроцессорную систему СЦБ по интерфейсу RS-422;

- выполняет опрос дискретных входов (сухих контактов реле);

- выполняет управление внешними интерфейсными реле;

- выполняет синхронизацию формируемых кодов автоматической локомотивной сигнализации.

С целью улучшения условий работы тональных рельсовых цепей (обеспечения оптимального режима приема и дешифрации амплитудно-манипулированных сигналов из рельсовых цепей) при воздействии внешних дестабилизирующих факторов, с помощью шины АР осуществляется передача команд управления от приемников микропроцессорных путевых, входящих в состав блоков приемников микропроцессорных путевых, расположенных в АРК ТРЦ, на соответствующие генераторы микропроцессорные путевые, входящие в состав блоков генераторов микропроцессорных путевых, расположенный в АПК ТРЦ, для автоматической коррекции выходного напряжения генератора в допустимых пределах.

Аппаратура ЦМ КРЦ-АР размещается в шкафах монтажных 19-дюймовых. Количество устройств, устанавливаемых в шкафы ЦМ КРЦ-АР, и их конфигурация определяется проектом.

Изобретение относится к средствам регулирования движения поездов. Модуль включает аппаратуру питающих концов тональных рельсовых цепей АПК ТРЦ (1), аппаратуру релейных концов тональных рельсовых цепей АРК ТРЦ (5), аппаратуру кодирования рельсовых цепей сигналами автоматической локомотивной сигнализации АКРЦ (8), аппаратуру обмена данными АОД (9), аппаратуру 1-й и 2-й ступеней защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений. Автоматическое регулирование осуществляется посредством шины автоматического регулирования (12), соединяющей блок генераторов микропроцессорных путевых и блок приёмников микропроцессорных путевых. Достигается повышение помехоустойчивости и надежности работы рельсовых цепей. 1 ил.

Цифровой модуль контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала, содержащий аппаратуру питающих концов тональных рельсовых цепей АПК ТРЦ, состоящую из по меньшей мере одного блока генераторов микропроцессорных путевых и по меньшей мере одного блока фильтров путевых, подключенных через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений посредством передающих жил кабельной линии к рельсовой линии; аппаратуру релейных концов тональных рельсовых цепей АРК ТРЦ, состоящую из по меньшей мере одного блока приёмников микропроцессорных путевых, подключенных через аппаратуру защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений посредством приемных жил кабельной линии к рельсовой линии; аппаратуру кодирования рельсовых цепей сигналами автоматической локомотивной сигнализации АКРЦ, состоящую из по меньшей мере одного генератора кода, подключенную к передающим и/или приемным жилам кабельной линии; аппаратуру обмена данными АОД, состоящую из по меньшей мере одного объектного контроллера дискретного, концентратора связи, и подключаемую к микропроцессорной централизации для получения приказов и передачи статусов, подключаемую к аппаратуре кодирования рельсовых цепей для получения приказов и передачи статусов, подключаемую к аппаратуре релейных концов тональных рельсовых цепей для получения информации о свободности или занятости рельсовой цепи, подключаемую к оборудованию, входящему в состав цифрового модуля контроля рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала, для получения диагностической информации, отличающийся тем, что в качестве аппаратуры тональных рельсовых путей (ТРЦ) применяется аппаратура тональных рельсовых цепей с автоматическим регулированием уровня сигнала (ТРЦ-АР), при этом указанное автоматическое регулирование осуществляется посредством шины автоматического регулирования, соединяющей блок генераторов микропроцессорных путевых и блок приёмников микропроцессорных путевых, а аппаратура от грозовых и коммутационных перенапряжений представляет собой аппаратуру 1-й и 2-й ступеней защиты.