Приемник для рельсовой цепи Советский патент 1992 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к устройствам контроля состояний рельсовой линии.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже представлена функциональная схема приемника.

Приемник содержит каскадно соединенные полосовой фильтр 1, детектор 2 огибающей, интегратор 3 дис- кретизатор 4, шестой перемножитель 5, вычитатель 6 и компаратор 7, выходы которых соединены с первым и вторым входами сумматора 8. Выход сумматора 8 подключен непосредственно к реле 9 фиксации состояний рельсовой линии с контактом 9.1, и через элемент 10 задержки - к своему третьему входу. Приемник также содержит соединенные последовательно по первым входам первый вычитатель 11, первый 12 и второй ТЗ перемножители, первый сумматор 14, первый коммутатор 15, третий перемножитель 16, второй вычитатель 17 и первый делитель 18, второй делитель 19, на один из входов которого подается дисперсия помехи G , на другой - единичный сигнал, а выход подключен к второму входу первого перемножителя 12, а первый и второй его входы являются соответственно входами сигналов дисперсии помех и 1й, третий делитель 20, четвертый 21 и пятый 72 перемножители к одному из входов подключен двоичный сигнал, а второй коммутатор 23, входы которого объединены с входами первого коммутатора 15 непосредственно

vj

Јь

Ю Ю СП

и через контакты 9-1 реле 9. Выход первого коммутатора 15 соединен с вторым входом третьего перемножителя 16 и первым входом третьего вычитателя 24, выход которого соединен с первым входом третьего делителя 20, а второй вход объединен с входами четвертого перемножителя 21 и подключен к выходу второго коммутатора. Соединенные последовательно по первым входам второй 25 и третий 26 сумматоры, к первому из которых подключена дисперсия полезного сигнала четвертый делитель 27, выходом подключенный к второму входу второго перемножителя 13 и через первый элемент задержки 28 - к второму входу второго сумматора

ся на основе решения следующи нений

л

А ч yh -Oh-i 0h 0hH1-G

$1

л ,г

10

ts

№ tfuCCV-i +СЙ ) Oh ;

+ U h-t +U Q

где yh 9 ft hh

- отсчеты входной реализа представляющей аддитивную сум лезного сигнала 9 и помех п дискретный момент времени,

(3 , Gg - дисперсия сигнал мех и полезного

$h vn °Ценки амплитуды

14, первый вход которого является вхо- 20 персии полезного сигнала на п

решения следующих урав

л

ч yh -Oh-i G

$1

л ,г

№ tfuCCV-i +СЙ ) Oh ;

+ U h-t +U Q

где yh 9 ft hh

- отсчеты входной реализации, представляющей аддитивную сумму полезного сигнала 9 и помех п в дискретный момент времени,

(3 , Gg - дисперсия сигналов помех и полезного

$h vn °Ценки амплитуды и дисперсии полезного сигнала на п

-ом

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к устройствам КОНТРОЛЯ состояний рельсовой линии. Цель изобретения - повышение надежности. Для этого приемник выполнен адаптивным с возможностью корректировки величины порога ограничения в соответствии с условиями эксплуатации. Приемник содержит полосовой Фильтр 1, детектор 2 огибающей, интегратор 3 дискре- тизатор 4, блок оценки амплитуды полезного сигнала, перемножитель 5, вычитатель 6, компаратор 7 сумматор 8, реле 9 Фиксации состояний рельсовой линии и элемент 10 задержки. 1 ил.

дом дисперсии полезного сигнала. Вторые входы первого вычитателя 11 и сумматора 14 соединены с выходом последнего через второй элемент 29 задержки. К первому входу второго делителя 19 подключен второй вход третьего сумматора 26 и первые вход пятого перемножителя 22 и третьего делителя, второй вход первого из которых является входом двоичного сигнала 2, а второго - подключен к выходу третьего вычитателя 24 Устройство работает следующим образом.

Из экспериментальных исследовани следует, что изменения сопротивления балласта приводят к Флуктуациям амплитуды полезного сигнала. При снжении сопротивления балласта ниже нормативного значения 1 Ом-км напряжение полезного сигнала на вход элемента Фиксации состояний рельсовой линии (решающего блока) приемника становится равным или меньшим порога ограничения. В этих условиях при действии помех реле может отпускать свой якорь, ложно Фиксируя занятое состояние рельсовой линии. Для устранения указанного недостатка необходимо, чтобы приемник отслеживал уровень полезного сигнала, то есть приемник сигналов рельсовой линии должен быть адаптивным.Это позволит корректировать величину порога ограничения в соответствии с условиями эксплуатации.

В предлагаемом устройстве ве- личина полезного сигнала оценивает

5

0

шаге.

Дисперсия помех и полетного сигнала как правило известны.

Таким образом, смесь полезного сигнала контроля состояний рельсовой линии и помех поступает на вход полосового фильтра 1, который ослабляет действие помех со спектром вне полосы его пропускания. Выделенный сигнал детектируется линейным детектором 2 огибающей и сглаживается интегратором 3. Проинтегрированный сигнал подается на рискретизатор 4, где квантуется по амплитуде через равные промежутки времени. Отсчеты сигнала yh с выхода дискре- тизатора 4 подаются на один из входов перемножителя 5. Значение входного сигнала yh подается на один из входов первого вычитателя 11. На другой вход вычитателя 11 подается рассчитанная на предыдущем h-1 шаге оценка амплитуды полезного сигнала Q u , . Вычисленная разница (уЬ-б.|) с выхода вычитателя 11 подается на один из входов первого перемножителя 12. На другой вход перемножителя 12 подается сигнал, пропорциональный величине (/(j), которая фор- 0 мируется во втором делителе 19, На один из входов делителя 19 подается значение дисперсии помехи 0 на другом входе постоянно присутствует сигнал единичного уровня. На один из входов второго сумматора 25 подается сигнал, пропорциональный дисперсии полезного сигнала СГл , на другой его вход подается значение дисперсии (, вычисленное на

5

0

5

предыдущем шаге. Сумма этих величин ; выхода сумматора 25 подается на , эдин из входов третьего сумматора 26, -де складывается с величиной дисперсии помехи (; . Таким образом, на эыходе сумматора действует сигнал, пропорциональный сумме дисперсий ( Cj, +С)0) Этот сигнал подается на один из входов четвертого де- пителя 27, на другой вход которого подается сигнал равный сумме дисперсий (jp + ) полученный на выхо- це сумматора 25. На выходе делителя 27 присутствует сигнал, пропорциональный оценке дисперсии СГ . С выхо- ца делителя величина оценки диспер- сции (3. через первый элемент 28 задержки на один отсчет, подается на второй вход сумматора 25. Кроме этого оценка дисперсии подается на второй вход перемножителя. На первый вход перемножителя 13 поступает сигнал, пропорциональный величине yh §h-« /С формируемый первым перемножител ем 12. Произведение ве- пичин (yh и с выхода второго перемножителя 14 додается на первый вход сумматора И, где складывается со значением оценки амплитуды полезного сигнала вычисленного на шаге h-1. Таким образом на выходе сумматора 1 присутствует сигнал, пропорциональный оценке амплитуды полезного сигнала контроля состояний рельсовой линии &L . Сигнал owe выхода сумматора 1 через второй элемент 29 задержки подается на второй вход вычита- теля Т1 и на свой второй вход. Крог ме того, оценка полезного сигнала 9 подается на входы первого 15 и второго 23 коммутаторов. На другие входы коммутаторов 15 и 23 через контакт 9.1 реле 9 подаются сигналы логического нуля, открывающие один из коммутаторов. В рассматриваемом случае первый коммутатор 15 находится в открытом состоянии а 23 - заперт. На выходе коммутатора 15 в каждый дискретный момент времени h появляется расчетное значение оценки параметров Q . На выходе коммутатора 23 действует сигнал, равный оценке параметра §, , полученный когда рельсовая линия была занята подвижным составом 1 контакт элемента 9 был в тыловом состоянии.

15

20

35

40

45

Оценки параметров 9, и 0, с выходов коммутаторов 15 и 23 подаются на входы третьего вычитателя 2. Сиг. нал, пропорциональный разности

( §2. б 1 ) с выхода вычитателя 2 подается на один из входов третьего делителя 20. На другом его входе присутствует сигнал, пропорциональ(0 ный дисперсии помех (jj- . Таким образом, на выходе делителя 21 образуется,, сигнал ..пропорциональный (9- - 9, ) Cf , который подается на один из входов перемножителя 5. Кроме этого оценки параметров сигнала § и Q подаются на входы четвертого 21 и третьего 16 перемножителей. На выходах этих перемножителей присутствуют сигналы, пропорциональные квадратам этих величин. Эти сигналы подаются на входы второго вычитателял 17. Вычисленное значение разности Q|. - 9 подается на один из входов первого делителя 18. На

25 другой вход делителя 18 подается сигнал, пропорциональный произведению 2 0 jj, поступающий с выхода пятого перемножителя 22.

Сигнал с выхода делителя 18 по30 ступает на один из входов вычитателя 6. Приемник сигналов контроля оценивает состояние рельсовой линии на основе сравнения с порогом решающей статистики

Ни

{

9г-б«

+ П5Г

h-м

01-0 1f - -ЈgTT--J so °

На выходе перемножителя 5 Формируется сигнал, пропорциональный проQt-9изведению - yh+i а на ныхо

де вычитателя 6 будет действовать Сигнал, пропорциональный величине

0t-Q. fff-0 .

Cfl ГС Этот СИГ нал поступает на один из входов сумматора 9 на другой вход которого

50 через элемент задержки 10 подается значение суммы Sr, полученное на предыдущем шаге. На третий вход сумматора 8 подается сигнал с выхода компаратора 7. Если вычисленная сум55 ма Sjj Ј 0, компаратор 7 выдает управляющий импульс, сбрасывающий сумматор 8 в ноль, так что происходит принудительное обнуление сум

{

9г-б«

+ П5Г

h-м

01-0 1f - -ЈgTT--J so °

мы S f, . В случае, когда сумма Бц на выходе сумматора 8 больше нуля, компаратор 7 выдает импульс разрешения суммирования. Накопленная сумма на выходе сумматора 8 сравнивается с порогом ограничения в рел 9. При превышении порога ограничения суммой Su фиксируется свободное состояние рельсовой линии, в противном случае считается, что рельсовая линия занята подвижным составом.

Формула изобретения

/

Приемник для рельсовой цепи, содержащий последовательно соединенный полосовой фильтр, детектор огибающей, интегратор, дискретизатор, первый вычитатель, первый и второй умножители и первый сумматор, выход которого через первый элемент задержки подключен к собственному второму входу и второму входу первого вычи- тателя, второй сумматор, один из входов которого подключен к выходу блока задания дисперсии полезного сигнала, а выход подключен к одному из входов третьего сумматора, выход которого подключен к одному из входов первого делителя, выход которого через второй элемент задержки подключен к другому входу второго сумматора и непосредственно к другому входу второго перемножителя, второй вход первого перемножителя подключен к выходу второго делителя, к одному из входов которого подключен выход блока задания единичного сигнала, блок задания дисперсии помех, выход которого подключен к одному из входов третьего перемножителя и вторым входам второго делителя и второго сумматора, компаратор, исполнительное реле и источник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж

10

15

20

02258

ности, он снабжен подключенным к другому входу третьего перемножителя блоком задания двоичного сигнала, , дополнительным элементом задержки, дополнительными вычитателями , перемножителями, делителями и коммутаторами, к одному входу одного и другого из которых подключен выход первого сумматора, к другому входу - упомянутый источник питания через включенные параллельно соответственно фронтовой и тыловой контакты исполнительного реле, выход первого коммутатора подключен к одному из входов второго вычитателя и входам четвертого перемножителя, выход второго коммутатора подключен к другому входу второго вычитателя и входам пятого перемножителя, выход которого подключен к одному из входов третьего вычитателя, второй вход которого подключен к выходу четвертого перемножителя, а выход - к одному из входов третьего делителя, к другому входу кокторого подключен выход третьего перемножителя, при этом выход второго вычитателя подключен к одному из входов четвертого делителя, к другому входу которого подключен выход блока задания дисперсии помех, а выход подключен к одному из входов шестого перемножителя, другой вход которого подключен к выходу упомянутого дискретизатора, а выход - к одному из входов четвертого вычитателя, к другому входу которого подключен выход третьего делителя, а выход - к одному из входов четвертого сумматора, выход которого подключен к исполнительному реле, собственному другому входу через третий элемент задержки и одному из входов упомянутого компаратора, другой вход д которого подключен к источнику питания, а выход - к третьему входу четвертого сумматора.

25

30

35

40