Устройство для автоматической маркировки железнодорожных единиц подвижного состава Советский патент 1989 года по МПК B61L25/02 B61L1/16 

ел

о

Од

СО СО

1507

Изобретение относится к трансгюр - ту и может быть использовано для ав- томатическ-ой маркировки железнодорожных единиц подвижного состава, а также для определения скорости и идентификации осей вагонов и локомотивов, например, в системе записи и считывания инвентарных номеров вагонов.

Цель изобретения - новьшение дос товерности опознавания.

На фиг, 1 показана структурная схема устройства; на фиг, 2 - структурная схема вычислителя параметров вагона; на фиг. 3 - структурная схема блока фиксации прохождения физических единиц; на фиг,4 - блок определения скорости; на фиг.5 - структурная схема блока управления; на фиг. 6 - топография размещения напольных блоко Устройство содержит блок 1 намаг- ничивания колесных пар, который чере колесные пары 2 подключается к путевому датчику осей 3, выход которого подключен к входу вычислителя 4 параметров вагона, контрольные выходы которого подключены к блоку 5 фиксации прохождения физических единиц, а первые выходы к первому входу блока 6 определения скорости, выход которого -подключен к первому входу блока 7 управления, а выход которого через дешифратор 8 подключен к блоку 9 намагничивания колесных пар. Вычислитель 4 параметров вагонов содержит первьш и второй счетчик 10 и 1 1 осей, первые в.ходы которых образуют вход блока. Выход первого счетчика 10 осей подключен к входу преоб разователя 12 кода. Генератор 13 импульсов выходом подключен к первым входам первого, второго, третьего и четвертого электронных ключей 14- 17, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого счетчикам 18-21 импульсов. Выход второго счетчика 11 осей подключен к входу первого элемента 22 деления, а выходы второго, третьего и четвертого счетчиков 19-21 импульсов подключены соответственно к входам второго, третьего и четвертого элементов 23- 25 деления. Выход первого счетчика 10 осей подключен к первому входу первого элемента 26 сравнения. Выходы второго, третьего и четвертого элементов 23-25 подключены к первым

0

5

0

5 0

0

5

5

50

55

входам соответственно второго, тре тьего и четвертого элементов 27-29 сравнения. Выход первого элемента 26 сравнения подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 30. Выход второго элемента 27 сравнения подключен к первому входу второго элемента ИЛИ 31 и к первому входу первого элемента 32 совпадения. Выходы третьего и четвертого элементов 28 и 29 сравнения подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов 33 и 34 совпадения. Выходы второго и третьего элементов 27 и 28 сравнения подключены соответственно к первым входам четвертого и пятого элементов 35 и 36 совпадения. Блок 5 фиксации прохождения физических единиц содержит счетчик 37 четырехосного вагона, счетчик 38 шестиосных вагонов, счетчик 39 восьмиосных вагонов, счетчик 40 подвижных единиц с нечетным количеством осей, выходы которых подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам счетчика 41 единиц подвижного состава, а входы счетчиков образуют входы блока. Блок 6 определения скорости содержит первый, второй, третий и четвертый элементы 42-45 задания постоянных коэффициентов, выходы которых подключены соответственно к первым входам элемента 46 умножения на постоянный коэффициент, первого, второго и третьего электронных ключей 47-49, вторые входы которых образуют входы блока, а выходы подключены к первому входу элемента 50 деления, выход которого образует выход блока.

Блок 7 управления содержит элемент 51 задания постоянных коэффициентов, выходы которого подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего электронных ключей 52, 53 и 54, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего элементов 55, 56 и 57 совпадения, первые входы которых образуют входы блоков, а выходы подключены к первому входу элемента 58 деления. Выход элемента 58 деления образует выход блока.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 представляет собой постоянный электромагнит и осуществляет на

515

магничнвание всех колесных пар 2 повижного состава полем одной полярноти. Движущиеся колесные пары 2, намагниченные полем одного направлени (полярности), образуют магнитную связь с первым входом путевого датчка 3, который реагирует только на зданное блоком 1 направление остаточного магнитного потока каждой -колесной пары. Путевой датчик 3 вьтолнен таким образом, чтобы исключались ег срабатывания от прохождения ненамагниченных объектов. Срабатывание путевого датчика 3 осей, которое вызвано появлением объектов, намагниченных полем заданной полярности, является первым этапом защиты устройства от ложных срабатываний, так как таким образом объектом может быть только колесная пара локомотива или вагона, предварительно прошедшая намагничивание блоком 1, Срабатывание путевого датчика 3, вызванное полем противоположной (другой) полярности осуществится лищь после получения управляющей команды, поступающей по второму входу от блока 7, через дешифратор 8,

Информация от путевого датчика 3 поступает в вычислитель 4 в виде импульсов, В вычислителе 4 используется время - импульсный метод определения типа тележек и подвижных единиц, метод отсчета временных интервалов с помощью счетчиков импульсов и сравнивания этих интервалов времени между собой. Вычислитель 4 в зависимости от типа подвижной единицы вырабатывает сигналы, которые поступают в блоки 5, 6 и 7.

Блок 5 представляет собой набор счетчиков (37-41), -которые в зависимости от категории подвижной единицы (четырехосная, шестиосная, восьмиосная или с нечетным количеством осей) осуществляют общий счет вагонов и локомотивов также - счет вагонов и локомотивов по осности (см. фиг, 3),

Информация о скорости первой по ходу движения тележки вагона или локомотива вырабатывается блоком 6 на основании данных, поступивших из вычислителя 4, и передается в блок 7, который с учетом типа этой тележки дает команду через дешифратор 8 на включение блока 9,

0

5

0

5

Блок 9 представляет собой постоянный электромагнит, которьй осуществляет перемагничивание одной из колесных пар 3 второй по ходу движения тележки каждой единицы подвижного состава Полем, полярность которого противоположна направлению магнитного поля, создаваемого блоком 1,

Такое перемегничивание,одной из осей позволяет создать код из магнитных меток для каждой единицы подвижного состава, что и является вторым этапом защиты устройства от ложных срабатываний путевого датчика осей. Этот код обладает определенной избыточностью, а следовательно, и определенной помехозащ1пценностью. Такая маркировка единиц подвижного состава дает возможность осуществить счет вагонов и локомотивов на любом участке железных дорог установкой путевого датчика осей, реагирующего на направление остаточного магнитно- , го потока, в блоке с дешифратором и счетчиком.

Путевой датчик 3 выполнен таким образом, что он реагирует на оста0

5

0

точный магнитный поток одной заданной полярности, поэтому для считывания намагниченной блоком 9 оси его по приему в нужный момент времени (когда над ним находится перемагниченная ось) необходимо переключить (реверсировать) , Задачу такого переключения (время включения и выключения) решает блок 7 через дешифратор 8. Таким образом, устройством для автоматического опознавания, счета и маркировки единиц подвижного состава осуществляется намагничивание всех осей идентифицируемого поезда полем заданного направления; для каждого вагона или локомотива после прохода над путевым датчиком осей первой по ходу движения тележки определяется скорость подвижной единицы; вычисляется время включения перемаг- ничивания колесных пар; перемагничи- ваются полем противоположной полярности по одной колесной паре во вторых по ходу движения тележках каждой единицы подвижного состава; реверсируется для приема сигнала противопо- ложной полярности путевой датчик 3; считывается код на второй по ходу движения тележке и определяется ос- ность подвижной единицы; передается

5

0,

команда на срабатывание счетчиков в блоке 5.

Вычислитель 4 (фиг. 2) определяет на основе информации, полученной от путевого датчика 3, тип тележки, а затем и осность вагона или локомотива движущегося подвижного состава. Эта операция осуществляется путем вычисления, а затем сравнения времен- ных интервалов между сигналами, поступающими от путевого датчика 3 на первые входы первого 10 и второго 11 счетчиков.

На выходе первого счетчика 10 в зависимости от количества поступивших последовательно во времени импульсов образуется параллельный двоичный код, который преобразуется в че твертичный код преобразователя 12, Поэтому в зависимости от количества импульсов, поступивших на вход первого счетчика 10, образуется высокий потенциал (управляющий сигнал) на одном из четырех выходов преообразователя 12 и, еле- довательно, в открытом состоянии находится один из электронных ключей 14-17,

Сигнал от генератора 13 через один из открытых электронных ключей вычис- лителя поступает на один из счетчиков 18-21, не выходе которых образуется параллельный двоичный код, свидетельствующий о количестве принятых и сосчитанных импульсов. Количество принятых и сосчитанных импульсов прямо пропорционально интервалу времени между открытием и закрытием одного из электронных ключей, что в свою очередь определяется проходом над путевым датчиком 3 двух соседних колесных пар подвижного состава.

Сигнал от первого счетчика импульсов поступает на вторые в.ходы второго, третьего и четвертого элементов 27-29, Элементы 26 -29 выдают сигнал (управляющий импульс) лишь в том случае, если одновременно на их оба входа поступают одинаковые коды. Элементы 26-29 и счетчики 18-21 могут быть реализованы, например, на базе программного реверсивного счетчика.

Информация от второго, третьего и четвертого счетчиков 19, 20 и 21 поступает соответственно на второй, третий или четвертьм элемент 23, 24 и 25, с выхода которого преобразованный код поступает на первьА вход втод

5 0 5

О .„

5

5

0

5

рого, третьего и четвертого элемен- . jTOB 27, 28 и 29 сравнения, Второй, третий и четвертый элементы 23, 24 и 25 осуществляют замедление на срабатыва}ше для второго, третьего и четвертого элементов 27, 28 и 29 сравнения, не позволяя им вырабатывать управляющие сигналы раньше времени в случае, если движение вагона или локомотива осуществляется с ускорением.

После срабатывания одного из элементов сравнения сигнал от этого блока поступает на вход схемы, которая состоит из пяти 32-36 элементов, выходы которых являются выходами вычислителя 4 и подключены К блоку 5,

Импульс, поступивший после срабатывания одного из элементов сравнения через второй логический элемент 31, осуществляет сбрасывание в исходное состояние по второму входу первый счетчик 10, а также сработавший счетчик из группы элементов 18-21.

Элемент совпадения вырабатывает управляющие сигналы, при поступлении импульсов на первый и второй входы. Эти импульсы могут поступать на входы блока совпадения и неодновременно, чем последний отличается от элемента сравнения.

Сигнал от второго счетчика 11 поступает через делитель 22, который осуществляет деление на два, на- второй вход первого элемента 20, на первьш вход которого поступает информация от первого счетчика 10 Соединение элементов 11, 22,20 осуществляет проверку осей вагона или локомотива на четность В случае прохождения подвижной единицы с четным числом осей импульс с выхода первого элемента поступит на вторые входы первого,, второго и третьего элементов 32-34, Одновременно через первый и второй элементы 30 и 31 происходит сбрасывание в исходное состояние второго счетчика 11 и повторное срабатывание первого счетчика 10, а также сработавших счетчиков импульсов из

элементов 18-21, I

Рассмотрим работу вычислителя 4 (см, фиг, 2) при нахождении в составе движущегося поезда подвижных единиц с различным количеством осей. Вагонный и локомотивный парки оснащены четырехосными, шестиосными и восьмиосными вагонами и локомоти

вами, также известны подвижные единицы моторвагонного парка (дизель- поезда) , у которых первый и последний вагоны пятиосные (первая тележка трехосная, а вторая двухосная). Существуют также специальные погру- зочно-разгрузочные машины, у которых одна тележка четырехосная, а другая трехосная.

До начала работы вычислителя 4

.для элементов 23, 24 и 25 необходимо .задать и установить постоянный коэффициент. При этом элементы 23, 24 и 25 предотвращают преждевременное

срабатывание элементов 27, 28 к 29 при движении идентифицирующей подвижной единицы с ускорением. Расчет динамики движения подвижных единиц на железнодорожном транспорте показывает, что скорость отдельных вагонов и локомотивов за время прохождения расстояния, равного длине тележки этого вагона или локомотива, не может измениться более чем на 20%. Следовательно, при установке постоянного коэффициента делителей 23, 24 и 25 равным 1,2 элементы 27, 28 и 29 запаздывают по срабатыванию на время, которое на 20% больше времени прохождения расстояния, равному длин идентифицируемой тележки.

При прохождении четырехосной подвижной единицы, когда первая ось находится над путевым датчиком 3, одновременно срабатывают первый и второй счетчики 10 и 11, затем появляется высокий потенциал на первом выходе преобразователя 12, открывается первый электронный ключ 14, а первый счетчик 18 начинает счет. После прохода второй оси повторно срабатывают счетчики 10 и 11, а высокий потенциал с первого выхода преобразовател 12 перемещается на второй его выход, следовательно, первый электронный ключ 14 закрывается, а второй открывается. Прекращает работу первый счетчик 18, информацию о числе сосчитанных импульсов в параллельном коде передает на вторые входы второго, третьего и четвертого элементов 27, 28 и 29, Второй счетчик 19 в это время начинает свою работу и информацию на. второй делитель 23, выход которого соединен со вторым элементом 27, Второй элемент 27 сработает тогда, когда количество импульсов поступит на счетчик 19 на 20% больше неже-

10

15

20

25

о

50

35

40

45

5

ли на счетчик 18. Это возможно, т.к. базовая длина четырехосной подвижной единицы значительно больше, чем длина между осями двухосной тележки.

Срабатывание элемента 27 свидетельствует о том, что первая по ходу движения подвижной единицы тележка - двухосная. Информация (импульс) с выхода элемента 27 поступает на первые входы первого и четвертого элементов 32, 35, а также через первый вход второго элемента 31 осуществляется сбрасьшание в исходное состояние первого счетчика 10 и первого и второго счетчиков 18 и 19.

Приход третьей оси вызывает срабатывание первого и второго счетчиков 10 и 11, причем на первом выходе преобразователя 12 опять появится высокий потенциал, так как первый счетчик 10 находился к этому моменту в исходном состоянии. Вторая тележка двуосная, поэтому цикл работы опи- санных блоков повторится, однако цос- ле прохода четвертой оси сработает первый элемент 26, так как коды на обоих его входах в этот момент одинаковы. После срабатывания первого элемента 26 через первый вход первого элемента 31, а также через чет- вертьш вход второго элемента 32 происходит сбрасьшание в исходное состояние всех счетчиков. Сигнал с выхода элемента 26 поступает также на вторые входы первого, второго и третьего элементов 32, 33 и 34, однако срабатывает лишь первьш элемент 32, так как сигналы к нему поступили по обеим входам, чем и фиксируется прохождение четырехосной подвижной единицы.

Прохождение шестиосной подвижной единицы вызовет срабатывание третьего элемента 28 и второго элемента 33, а наличие в составе поезда восьми- осной подвижной единицы приведет в действие все счетчики 18-21, сработает четвертый элемент 29 и третий элемент 34.

Рассмотрим работу вычислителя 4 при идентификации подвижной единицы, у которой первая тележка трехосная, а вторая двухосная.

Первая ось, вызвав срабатывание первого и второго счетчиков 10 и 11, устанавливает первьш выход преобразователя 12 в положение высокого потенциала,, чем осуществляется через

открытый первый электронный ключ 14 начало счета импульсов счетчиком 18,

Приход второй оси вызывает переключение высокого потенциала С первого выхода преобразователя 12 на второй его вход, открывается второй электронный ключ 15 вычислителя 4 и начинается работа второго счетчика 19 импульсов. Закрытие первого электронного ключа 14 вычислителя прерывает счет импульсов первым счетчиком 18, а код, пропорциональный числу принятых импульсов, поступает на вторые входы второго, третьего и четвертого элементов 27, 28 и 29.

Приход третьей оси прерывает счет вторым счетчикам 19, однако второй элемент 27 в данном Случае не срабатывает, т.к. испульсов второму счетчику 19 для его срабатывания необходимо принять на 20% больше, нежели первому, а условий для этого нет (пришла третья ось и высокий по- тенциап со второго входа пре образова- теля кода 12 переключился на его третий вход), Четвертая ось рассматриваемой подвижной единицы находится на расстоянии значительно большем, чем расстояния между смежными осями одной тележки, поэтому после 20% вбщержки времени сработает третий элемент 28, Далее произойдет сброс в исходное состояние первого счетчика 10 и счетчиков 18, 19, 20, а такж е на входы второго, четвертого и пятого элементов 33, 34 и 36 поступят импульсы от третьего элемента 28. При проходе четвертой, а затем и пятой осей сработает второй элемент 27 и зарегистрируется двухосная тележка. Сигнал с выхода второго элемента 27 поступит на входы первого и четвертого элементов 32, 35, однако сработает -лишь четвертый, элемент 35, так как и по первому и по второму его входам получены управляющие сиг- налы. Далее произойдет сброс в исходное состояние первого счетчика 10 и первого, второго счетчиков 18 и 19 через второй элемент 32 сигналом с элемента 27, а второй счетчик 11 сбрасывается импульсом с выхода четвертого или пятого элементов 35 и 36 через первый элемент 30.

Сигналы с первых выходов вычислителя 4 поступают соответственно на первь е входы блока (см. фиг. 3), который состоит из счетчиков. Счетчики

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

37, 38 и 39 осуществляют соответст- венно счет четырехосных и шестиосных и восьмиосных подвижных единиц, счетчик 40 осуществляет счет единиц подвижного состава с нечетным количеством осей, а счетчик 41 суммирует по- азания всех вьш1еперечисленных счетчиков ,

Информация с вторых выходов вычислителя 4 поступает соответственно на вторые входы блока 6. Скорость определяется путем деления пройденного расстояния на время прохождения этого расстояния. Эта операция осуществляется элементом 50 (см,- фиг. 4) в реальном масштабе времени.

В предлагаемом устройстве предполагается перемагничивание одной из осей каждой подвижной единицы полем противоположной полярности. Такой осью является вторая ось во второй по ходу следования тележке подвижной единицы. Команды на перемагничивание этих осей в зависимости от типа подвижной единицы вырабатывает блок 7 (фиг. 5),

Элемент 51 задает постоянные коэффициенты, пропорциональные расстоянию между двумя смежными осями (первой и второй по ходу движения) двухосной, трехосной и четырехосной тележек. Эти коды поступают соответственно через первый, второй или третий электронный ключ 52, 53 и 54 блока управления на первьш вход деления 58, Одновременно может быть открыт лишь один из трех электронных ключей в зависимости от типа проходящей подвижной единицы. Электронные ключи управляются соответственно первым, вторым и третьим элементами 59, 56 и 57, По первым входам приходит информация о типе тележки, а по вторым - информация прохождения над путевым датчиком 3 первой оси во второй по ходу движения тележке. На второй вход деления 58 поступает сигнал, свидетельствующий о скорости движения подвкнсной единицы. Этот сигнал поступает с выхода блока 6, Следовательно, на выходе блока 7 образуется параллельный код, несущий информацию о времени, через которое необходимо включить блок 9 и реверсировать на прием путевой датчик осей 3. Формула изобретения

1. Устройство для автоматической маркировки железнодорожных единиц

1315

состава, содержащее блок

подвижного

управления, выходом соединенный с входом дешифратора, выход которого подключен к входу блока намагничивания колесных пар, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено блоком определения скорости, взаимодействующими с колесом дополнительным блоком намагничивания колесных пар и блоком контроля намагниченности колесных.пар, вычислителем параметров вагона, входом подключенным к выходу путевого датчика осей, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первым и вторым входам блока, определения скорости,, выход которого соединен с первым входом блока управления, вторым и третьими входами соединенным соответственно с вторыми и третьими выходами вычислителя параметров вагона, при этом блок контроля намагниченности колесных пар входом подключен к выходу дешифратора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислител параметров вагона содержит генератор импульсов, счетчики осей, преобразо- ватель .кода, электронные ключи, элементы сравнения, счетчики импульсов, элементы деления, элементы ИЛИ, блоки совпадения, причем первые входы первого и второго счетчиков осей обвязаны между собой и образуют вход блока, а вьрсод первого счетчика осей соединен с первым входом первого

.элемента сравнения, а также с входом преобразователя кода, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого электронных . ключей, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого, второго, третьего и четвертого счетчиков импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен с вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов сравнения, а выходы второго, третьего и четвертого счетчиков импульсов соответственно через второй, третий и четвертый блок деления соединены с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов сравнения, выходы которых соединены соответственно с первьми входами первого, второго и третьего элементов совпадения, а также с первым.

14

вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторьм входом первого счетчика ч , осей, а также с вторыми входами первого, второго, третьего и четвертого счетчикбв импульсов, при этом вьпсод второго счетчика осей через первьш элемент деления подключен к второму

входу первого элемента ход которого подключен дам первого, второго и

сравнения, вы- к вторым вхо- третьего эле15

о

20

5

5

0

5

0

5

ментов совпадения, к четвертому входу второго элемента ИЛИ, а также к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго счетчика осей, выход генератора импульсов подключен к первым входам электронных ключей, выходы второго и третьего элементов сравнения подключены соответственно к первому и второму входам четвертого элемента совпадения, а выходы третьего и четвертого блоков сравнения подклю- чены соответственно к первому и второму входам пятого элемента совпадения,- выход которого соединен с выходом четвертого элемента совпадения, а также с вторьгм входом первого элемента ИЛИ, выход первого счетчика импульсов образует первые выходы блока, выходы второго, третьего и четвертого элементов сравнения образуют вторые выходы блока, а первый выход преобразователя кода образует третий

выход блока. I

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок определения скорости содержит элементы задания постоянных коэффициентов, элемент умножения на постоянный коэффициент, электронные ключи и элемент деления, причем выход первого элемента задания постоянных коэффициентов подключен к первому входу элемента умножения на постоянный коэффициент, выход которого подключен к второму входу элемента деления, выходы второго, третьего и четвертого блоков задания постоянных коэффициентов подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего электронных ключей, выходы которых подключены к первому входу элемента деления, выход которого образует выход блока, второй вход элемента умножения на постоянньш коэффициент образует первый вход блока, а вторые входы первого, второго

15150

и третьего электронных ключей образуют соответственно вторые входы блока..

4. Устройство по п, 1, о т л и - чающееся тем, что блок управления содержит элемент задания постоянных коэффициентов, электронные ключи, элементы совпадения и элемент деления, причем первый, второй и третий выходы элемента задания постоянных коэффициентов соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего электронных ключей, выходы которых соединены

с первым входом элемента деления, выход которого образуют выход блока, выходы первого, в торого и третьего элементов совпадения соединены соответственно с вторыми входами первого второго и третьего электронных клю-- чей, второй вход элемента деления образует первый вход блока, первые входы первого, второго и третьего элементов совпадения образуют вторые входы блока, а вторые входы первого, второго и третьего элементов совпадения обвязаны и образуют третий вход блока.

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматической маркировки железнодорожных единиц подвижного состава, а также для определения скорости и идентификации осей вагонов и локомотивов, например, в системе записи и считывания номеров вагонов. Цель изобретения - повышение достоверности опознавания. Намагничивание колесных пар фиксируется блоком 3 контроля намагничености колесных пар, выход которого подключен к входу вычислителя 4 параметров вагона, первые выходы которого подключены к входам блока 5 фиксации прохождения физических единиц, а вторые выходы-к первым входам блока 6 определения скорости, который через блок 7 управления и дешифратор 8 подключен к блоку 9 намагничивания колесных пар. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

Фиё.2

S9

L-J

V/

fe.J

.ЫСО со (О

/

Редактор М.Недолуженко

Составитель Ю.Барышев

Техред М.Ходанич Корректор Т.Палий

Фа.З

А А

Фив. 6