Способ определения уклона железнодорожного пути и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01C7/04 

1129

Изобретение относится к приборостроению, в частности к объектам для измерения уклона железлодорожного пути.

Цель изобретения - повышение до- стоверности результатов измерения.

На фиг. 1 изображена функциональная блок-схема устройства; на фиг.2- временная диаграмма работы устройства.

Известное уравнение движения железнодорожного подвижного состава в режимах выбега и электрического торможения как для наземного транспорта, так и для электропоездов мет рополитена имеет следующий вид:

.-

.BV.§.§v ,,(,,

где V - скорость состава; G - вес состава; - ускорение под действием результирующего усилия I кг/т; К - уклон профиля пути; А,В,С,

D,E - справочные коэффициенты.

Решая данное уравнение при заданных начальных условиях V V , где V - скорость состава при первом измерении, получают

V -a-ci(dtg()-V,-а)/ ,, /(cf+(V -fa)tg()),

где , a(BG+C)/2D,

b((K+E))/D.

Время Т между первым и вторым замерами выбирают из условия

T : G/2$D.

(3)

При условии (3) tg() в урав- нении (2) с высокой степенью точности может быть заменен своим аргументом. Произведя данную замену в уравнении (2), имеют

V(Т) -а- (Д DT/G-V, -а) /

/(H(V. +aXDT(G),

(4)

где V(T)V2 скорость состава при втором измерении.Из уравнения (4) после преобразо- ваний получают расчетную формулу

K(V,-V, )ДТ-В(У,,)/2 -(V, V, D+A+C (V +V )/2)/G-E.

Границы измерения параметра Т за- даются выражением (3). При этом тангенс в выражении (2) может быть заменен своим аргументом, являющимся первым членом разложения тангенса в

5

0

5

0

5

0

5

п

,

ряд Тейлора. V выбираются так, чтобы интервал их значениями удовлетворял выражению (3). Длина состава не должна превышать самый короткий элемент измеряемого профиля пути.

в таблице приведены коэффициенты, входящие в расчетную формулу в режиме выбега, где N - число осей вагона; F - эквивалентная поверхность составаi m - количество вагонов в составе; R - радиус кривой.

Значения коэффициентов, входящих в расчетную формулу, в режиме электрического торможения для вагона метрополитена типа Е следующие: „ ,4; ,0025; ,4; ,0092 --; E H-630/R.

Устройство (фиг. 1) содержит осевой датчик 1, формирователь 2 импульсов, блок 3 управления, схемы И 4 и 5, триггер .6, схему И 7, генератор 8 тактовых импульсов, схемы И 9-11, триггер 12, счетчики 13 и I А триггеры 15 и 16, вычислительный блок 17,схемы И 18 и 19, электронный управляющий ключ 20, схему И 21, триггер 22, счетчик 23, триггер 24, схему И 25, схему 26 задержки, счетчики 27 и 28.

В исходном состоянии триггеры 6, 12, 15, 16, 22, 24 и счетчики 13, 14, 23, 27, 28 находятся в нулевом состоянии. При каждом перемещении поезда на фиксированную величину AS с выхода осевого датчика 1 через формирователь 2 импульсов пот ступает импульс на первый вход блока 3 управления, первые входы схем И 4 и 5, вторые входы схем И 18, 21, 25 и установочный вход триггера 6,

Первый импульс с выхода формирователя 2 импульсов устанавливает триггер 6 в €;диничное состояние, подсоединяя тем самым выход генератора 8 тактовых импульсов через схему И 7 к первым входам схем И 9-11. Инверсный выход триггера 12, установленный в € диничное состояние, разрешает подсчет импульсов, поступающих от генератора 8 тактовьпс импульсов, счетчиком 13, Прямой выход триггера 12 в,нулевом состоянии. Одновременно блок 3 управления, устанавливая свой первый выход в единичное состояние (при приходе первого импульса с выхода формирователя

2 импульсов), разрешает подсчет счетчиком 27 через схему И 4 импулы сов о перемещении состава на фиксированную величину &S за время t . По окончании t первый выход счетчи- ка 13 и выход триггера 15 устанавливаются в единичное состояние. Выход триггера 15 связан с первым входом схемы И 18 и вторым входом блока 3 управления, В этот момент времени . первый выход блока 3 управления устанавливается в нулевое состояние, запрещая тем самым подсчет импульсов с выхода формирователя 2 импульсов счетчиком 27.

Блок 3 управления может быть реализован с помощью стандартных схем И-НЕ по следующей логике:

где е - второй выход блока 3 управления ;

b,c,d - второй, третий,четвертый входы блока 3 управления соответственно,

При этом блок 3 управления для реализации логической 1 на первом выходе f в течение времени t должен содержать асинхронный одно- тактный RS-триггер на элементах И- НЕ, на S-вход которого поступает а, на R-вход сигнал Й+Ь+с. Прямой выход RS-триггера связан с первым входом схемы И-НЕ, на второй вход которой поступает b+c+d, а с выхода через инвертор на схеме И-НЕ снима

ется сигнал f. Синхровход RS-триггера заземлен. Таким образом устраняется неустойчивая работа при одновременной подаче единичного сигнала на R- и S-входы и соблюдается работа блока 3 управления согласно временной диаграмме на фиг, 2.

По приходу очередного импульса с выхода формирователя 2 импульсов выход схемы И 18 устанавливается в единичное состояние, инверсный выход триггера 12 устанавливается в нулевое состояние, а прямой выход последнего - в состояние логической 1 и генератор 8 тактовых импульсо переключается со счетного входа счечика 13 к счетному входу счетчика 14, Таким образом прекращается подсчет промежутка времени включающ его основной t и дополнительный t промежутки, счетчиком 13, и начинается подсчет следующего промежутка времени ti- -t9on° ti, где

и- г JO f5

20

25

jO 35

,, . ,., в т55

t и t - основной и дополнитель- Н1 1Й промежутки времени, счетчиком 14, Счетчиком 27 подсчитано число импульсов о перемещениях состава на фиксированную величину &S за время ir , пропорциональных скорости состава. После того, как счетчик 14 досчитывает до t , его первьш выход и выход триггера 16 устанавливаются в единичное состояние. Тогда-второй выход блока 3 управления уста- навливается в единичное состояние и счетчик 28 начинает подсчет импульсов с, выхода формирователя 2 импульсов,

1 При приходе очередного импульса с выхода формирователя 2 импульсов выход схемы И 21 устанавливается в единичное состояние, инверсный выход триггера 22 устанавливается в нулевое состояние и генератор 8 тактовых импульсов переключается со счетного входа счетчика 14 ни счетный вход счетчика 23, Счетчик 14 таким образом прекращает подсчет промежутка времени t , счетчик 23 начинает подсчет очередного промежутка времени ,где tj и taon - основной и дополнительный промежутки времени.

По окончании t прямой выход триггера 24 устанавливается в единичное состояние и второй выход блока 3 управления устанавливается в состояние логического О .и запрещает подсчет импульсов с выхода формирователя 2 импульсов счетчиком 28, Счетчик 28 подсчитал число импульсов о перемещении поезда на фиксированную величину iS за время tj+

+ пропорциональное скорости поезда,

По приходу очередного импульса с выхода формирователя 2 импульсов через схему И 25 на четвертый вход вычислительного блока 17 подается инициативный сигнал, по которому происходит считьшание информации вычислительным блоком 17, К его первому, второму, третьему входам подключены соответственно вторые выходы счетчиков 13, 14, 23, которые накопили число импульсов (с выхода генератора 8 тактовых импульсов, пропорциональных t., t соответственно). Вторые выходы счетчиков 27 и 28, число импульсов с выхода формирователя 2 импульсов в которых пропорционально скорости поезда в

начале и конце цикла измерения, связаны соответственно с пятым и тестым входами вычислительного блока 17.

Электронный управляющий ключ 20 имеет два положения, каждое из которых задается вручную. При первом положении на его выходе присутствует сигнал логического О и устройство находится в режиме Ожидание начала измерения. Во втором положении, при котором выход электронного управляющего кхпоча 20 в состоянии логической 1, измерение уклона профиля пути повторяется циклически.

Вычислительный блок 17 может быть выполнен на базе типового комплекса микроэвм Электроника 60, входная информация со счетчиков 13, 14, 23, 27, 28 и инициативный сиг- нал подаются н а вход ЭВМ с центральным процессором,последний подсчитывает скорость поезда в начале и конце цикла измерения. На этом первый цикл измерения уклона профиля пути закончен. Через определенное время, заданное блоком 26 задержки (необходимое для проведения вычислений), устройство приведено в исходное состояние. Следующий цикл измерения аналогичен первому циклу, его начало синхронизировано со следующим импульсом с выхода формирователя 2 импульсов, или может быть задано электронным управляющим ключом 20,

Формула изобретения

1, Способ определения железнодорожного пути, при котором измеряют длину дБ перемещения транспортного средства вдоль оси пути, о тличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов определения, одновременно с измерением AS дважды измеряют скорость V и V движения транспортного средства в режиме выбега или электрического торможения, фиксируют интервал времени Т между этими измерениями, а уклон К определяют из выражения

-f (v.-bv,)- . Yi.YiS ± iCI5i iY.4i/2 р

G

где $- ускорение под действием лия I кг/т.

0

А,В,С,

D,E - справочные коэффициенты; G - вес транспортного средства,

2, Устройство для определения уклона железнодорожного пути, содержащее генератор тактовых импульсов, блок управления, первый триггер, первый счетчик, первую и вторую схемы И, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов определения, оно снабжено осевым датчиком, формирователем импульсов, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым триггерами, вторым, третьим, четвертым и пятым счетчиками, третьей, четвертой, пятой, шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой схемами И, вычислительным блоком, схемой задержки и электронным управляющим ключом, выход осевого датчика подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом блока уп- с равления, с первыми входами первой и второй схем И, с вторыми входами седьмой, восьмой, девятой схем И, с установочным входом первого триггера, выход которого связан с первым входом третьей схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход третьей схемы И связан с первыми входами четвертой, пятой и шестой схем И, к вторым входам четвертой и пятой схем

5 и подключены соответственно инверсный и прямой выходы второго триггера, выход четвертой схемы И соединен со счетным входом первого счетчика, выход пятой схемы И связан со счетным входом второго счетчика,первые выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к пер- вьм входам третьего и четвертого триггеров, вторые выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами вычислительного блока, прямой выход третьего триггера подключен к второму входу блока управления и первому входу седьмой схемы И, выход которой связан с установочным входом второго триггера,, прямой выход четвертого триггера соединен с третьим входом блока управления и первым входом

5-5 восьмой схемы И, выход которой подключен к второму входу шестой схемы jH и установочному входу пятого триг- |гера, инверсный выход которого сое0

0

5

0

7

динен с третьими входами четвертой и пятой схем И, выход шестой схемы И связан со счетным входом третьего счетчика, второй выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока, первьий выход третьего счетчика связан с установочным входом шестого триггера, выход которого подключен к четвертому входу блока управления и первому входу девятой схемы И, выход которой связан с четвертым входом вычислительного блока и входом схемы задержки,.выход- которой соединен с первым входом десятой схемы И, второй вход которой связан с выходом злектронного управлякнцего ключа.

4-осные на подшипниках скольжения и 6-осные на роликовых подшипниках

4-осные вагоны на роликовых подшипниках

Цельнометаллические на роликовых подшипниках

Вагон метрополитена26

96839 8

выход десятой схемы И соединен с входами сброса первого, второго, третьего, четвертого и пятого счетчиков и первого, второго, третьего,

5 четвертого, пятого и шестого триггеров, первый выход блока управления подключен к второму входу первой схемы И, выход которой связан со счетным входом четвертого счетчи10 ка, соединенного выходом с пятым

входом вычислительного блока, а второй выход блока управления подключен к второму входу второй схемы И, выход которой связан со счетным вхо 5 дом пятого счетчика, соединенного вьЕходом с шестым входом вычислительного блока.

О,IN 0,0025N 0,7+630/R

О,IN 0,0025N 0,7+630/R

0,18N 0,003N 0,7+630/R

0,00250 0,0092- 1+630/R

Ш

ii

€г

i

iaori

tz

6

л

9 Ю

11 25 26

Составитель В.Сараханов Редактор С.Лисина Техред А.Кравчук

Заказ 764/41 Тираж 678Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий , 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д„ 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

6

zfj tdot

Г

Корректор М.Самборская

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить достоверность результатов измерения. При приходе очередного импульса с выхода формирователя 2 импульсов через, схему И 25 на четвертый вход вычислительного блока 17 подается ,: инициативш-1й сигнал, по которому происходит считывание информации вычислительным блоком 17, к первому, второму и третьему входам последнего подключены соответственно вторые входы счетчиков 13, 14 и 23, которые накопили число импульсов, пропорциональных трем разным промежуткам времени соответственно. Вторые входы счетчиков 27, 28, число импульсов в которых пропорционально скорости поезда в начале и в конце цикла измерения, связаны соответственно- с пятым и шестым входами вычислительного блока 17. Входная информация со счетчиков 13, 14, 23, 27 и 28 и инициативньй сигнал подйются на вход параллельного интерфейса, связанного с ЭВМ с центральньм процессором, подсчитывающим скорость поезда в начале и конце цикла измерения. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. tpuft