Устройство для вычисления данных для идентификации поездов в движении Советский патент 1993 года по МПК B61L1/16 

(Л

С

Использование: для вычисления данных для идентификации поездов в движении.Сущность изобретения: устройство содержит путевой датчик, блок коммутации, первый элемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ, триггер переключения направления счета, счетчик числа, пропорционального первому межосевому расстоянию цифровой компаратор, первый счетчик имитации числа, пропорционального первому межосевому расстоянию Li, третий счетчик числа, пропорционального дробной части центрального межосевого расстояния . управляемый третий элемент ИЛИ, логический ключевой элемент, счетчик-отметчик прохода тележки, счетчик первой цифры отношения L.2:Li, счетчик имитации прохода первых двух колесных пар, блок распределителей, блок счетчиков, второй счетчик второй и третьей цифр отношения . триггер отметки конца центрального межосевого расстояния . 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно к устройствам для идентификации подвижного состава, и может быть использовано в системах управления железнодорожным транспортом.

Целью изобретения -- повышение надежности за счет упрощения конструкции.

На чертеже показана структурная схема устройства вычисления данных для идентификации составов поездов в движении.

Устройство.содержит путевой датчик 1, подключенный к блоку 2 коммутации, предназначенному для подключения и отключения содержащихся в нем генераторов опорной частоты f 1, 2f 1, и выхода генератора тактовой частоты f2 через логические ключи (на схеме не показано) к соответствующим выходам блока 2 коммутации, один из выходов которого соединен с первым выходом

первого элемента 3 ИЛИ, к второму входу которого подключен другой выход блока коммутации, соединенный также с первым входом второго элемента 4 ИЛИ, другой вход которого подключен к одному из выходов блока 2 коммутации: триггер 5 переключения направления счета; счетчик 6 числа, пропорционального первому межосевому, расстоянию , вход которого соединен с одним из выходов блока 2 коммутации: цифровой компаратор 7, контрольные входы А которого подключены к выходам цифровых разрядов Д счетчика 6 числа, пропорционального первому межосевому расстоянию LI: первый счетчик 8 имитации числа, пропорционального первому межосевому расстоянию Li. выходы Д цифровых разрядов которого соединены с контрольными входами В цифрового компаратора 7. а один

V|

ю

Ю

N vj

4

из входов подключен к выходу первого элемента 3 ИЛИ; третий счетчик 9 числа, пропорционального дробной части центрального межосевсгорасстояния La, выходы Д цифровых разрядов которого соединены с параллельными входами С первого счетчика 8 имитации числа, пропорционального первому межосе.вому расстоянию Li, в свою очередь, выходы Д цифровых разрядов которого соединены со сдвигом на один в сторону старшего разряда, с параллельными входами С третьего счетчика 9 числа, пропорционального дробной части центрального межосевого расстояния La, а один из входов - с выходом второго элемента ИЛИ 4, другой вход - с выходом триггера 5 переключения направления счета; управляемый третий элемент ИЛИ 10, выход которого подключен к второму входу первого счетчика 8 имитации числа, пропорционального первому межосевому расстоянию LI, первый вход - к одному из выходов блока 2 коммутаций, а второй вход - к выходу цифрового компаратора 7; логический ключевой элемент 11, выход которого подключен к третьему из входов третьего счетчика 9 числа, пропорционального дробной части центрального межосевого расстояния La;. счетчик 12 отметчик прохода тележки, один из входов которого соединен параллельное вторым входом управляемого третьего элемента 10 ИЛИ, а выход - с одним из входов логического ключевого элемента 11; счетчик

13 первой цифры отношения La:Li, к одному из входов которого подключен выход счетчика 12 отметчика прохода тележки; счетчик

14 имитации прохода первых двух колесных пар, один вход которого соединен с выходом цифрового компаратора 7, подключенного параллельно к второму входу управляемого третьего элемента 10 ИЛИ, другой вход соединен с первым выходом блока 2 коммутации, а выход - с другим входом логического ключевого элемента 11 и другим входом счетчика 13 первой цифры отношения La:Li; блок распределителей 15, первый выход которого подключен к третьему выходу управляемого третьего элемента ИЛИ 10, второй выход соединен с третьим входом первого счетчика 8 имитации числа, пропорционального первому межосевому расстоянию LI, третий выход подключен к четвертому из входов третьего счетчика 9 числа, пропорционального дробной части центрального межосевого расстояния , а четвертый - к еще одному из входов блока 2 коммутации, а к одному из входов подключен выход цифрового компаратора 7; блок 16 счетчиков, (второй счетчик) второй и третьей цифр отношения La:Li, к

одному из входов которого подключен выход цифрового компаратора 7, параллельно соединенный с другим входом блока 15 распределителей, к другому входу подключен

другой выход цифрового компаратора 7, подключенный параллельно к входу счетчика 12 отметчика прохода тележек и к одному из входов блока распределителей 15, а выход - к еще одному из входов блока 15, к

0 одному из входов блока 2 коммутации; триггер 17 отметки конца центрального межосевого расстояния L-2, один из входов которого соединен с выходом путевого датчика другой вход подключен к выходу счетчика 12

5 отметчика прохода тележки, а выход - к четвертому входу управляемого третьего элемента ИЛИ 1.0, к третьему входу логического ключевого элемента 11, к еще одному из входов блока распределителей 15, к другому

0 входу триггера 5 переключения направления счета и к еще одному из входов блока 2 коммутации.

Устройство работает следующим образом. ..-;..

5в исходном состоянии на выходе путевого датчика 1 сигнал равен нулю. Содержащиеся в блоке 2 коммутации генераторы 18, 19 (на чертеже не показаны), опорной частоты fi и 2fi вырабатывают прямоугольные

0 импульсы, алогические ключи, коммутирующие их выходы к соответствующим выходам блока 2 коммутации, закрыты (на схеме не показаны), счетчики 6, 8, 9,13, 16 находятся в нулевом состоянии, счетчик 12 отметки

5 прохода первой тележки, счетчик 14 имитации прохода первых двух колесных пар, блок 15 распределителей и триггер 17 отметки конца центрального межосевого расстояния также находятся в нулевом

0 состоянии.

При проходе вагонов в составе поезда над путевым датчиком 1 на его выходе формируются импульсы, период следования которых пропорционален конструктивным

5 расстояниям между колесными парами. Так, при проходе первой колесной пары первой тележки вагона импульс с выхода датчика 1 поступает на вход установки триггера 17 и подтверждает его нулевое состояние. Па- 0 раллельно импульс с выхода датчика 1 поступает на вход блока 2 коммутации, при этом второй логический ключ коммутирует выход генератора 18 частоты fi на второй выход блока 2 коммутации, соединенный со

5 счетным входом счетчика 6. Счетчик 6 считает поступающие на его вход импульсы до момента отключения выхода генератора 18 fi от второго выхода блока 2 коммутации в результате действия на входе блока 2 ком- мутации импульса с выхода датчика 1 при

проходе второй колесной пары первой тележки вагона. Число импульсов, записанное в счетчик 6, пропорционально первому межосевому расстоянию Ц, и если искусственно воспроизводить это число импульсов, отмечая контрольными импульсами начало и конец имитации, то период следования этих импульсов будет тоже пропорционален первому межосевому расстоянию Li.Такая имитация осуществляется в процессе измерения межосевых расстояний каждого вагона в составе поезда начиная всегда с момента прохода второй колесной пары первой тележки вагона над датчиком 1, импульс на выходе которого при этом, воздействуя на логические ключи в блоке 2 коммутации, открывает их, подключая выход датчика 1 через первый выход блока 2 и управляемый третий элемент ИЛИ 10 к входу установки нуля первого счетчика 8 имитации числа, пропорционального первому межосевому расстоянию Li, к счетному входу которого через третий выход блока 2 и первый элемент ИЛИ 3 подключается выход генератора 19 частоты 2fi, начиная заполнять импульсами первый счетчик 8 до момента равенства с числом импульсов, записанным в счетчик 6, при котором на выходе А В компаратора 7 формируется импульс, обнуляющий первый счетчик 8, который вновь начинает заполняться импульсами, т.е. цикл заполнения повторяется.

Таким образом, используя счетчики б, 8, 12, 14, цифровой компаратор 7 и генератор 19 частоты 2fi осуществляет имитацию содержимого счетчика 6 путем заполнения импульсами первого счетчика 8 до совпадения ходов в цифровых разрядах обоих счетчиков. При этом время заполнения первого счетчика 8 до момента равенства с содержимым счетчика 6 используется для контроля межосевых расстояний в тележке путем сравнения времени заполнения с временем следования импульсов на выходе путевого датчика. Для нормированного контроля межосевых расстояний в любой тележке, для заполнения импульсами первого счетчика 8 используется выход генератора 19 с частотой 2ft, что дает возможность имитировать, импульсы на выходе А В цифрового компаратора 7 с периодичностью следования, пропорциональной 0,5 Li, относительно времени заполнения счетчика б импульсами с выхода генератора частоты fi, число которых пропорционально первому межосевому расстоянию Li, а это, в свою очередь, позволяет контролировать с помощью счетчика 12, у которого коэффициент пересчета задан равным трем, период, пропорциональный 1,5 LI (полуторному первому межосевому расстоянию), что больше любого межосевого расстояния в любой тележке, но меньше наименьшего центрального межосевого расстояния L2. Так, 5 например, с момента начала процесса имитации, т.е. с заполнения импульсами первого счетчика 8, последний обнуляется импульсами, действующими на выходе компаратора 7 в моменты совпадения со0 держимого первого счетчика 8 и счетчика б, периодичность которых пропорциональна 0,5 Li, а также импульсами, действующими на выходе датчика 1 с периодичностью, пропорциональной расстояниям между осями

5 колесных пар, когда в тележке их больше двух. При этом импульс на выходе счетчика 12 может сформироваться при условии действия трех импульсов на его входе, а это может быть только после прохода тележки

0 над путевым датчиком, когда обнуление первого счетчика 8 и счетчика 12 импульсами от осей прекращается.

Прекращается обнуление импульсами от осей и другого счетчика 14, с коэффици5 ентом пересчета, равным двум, с прмощью которого осуществляется формирование импульсов на его выходе с периодом следования, пропорциональным первому межосевому расстоянию LI, т.е. имитация

0 прохода первых двух колерных пар, начиная с момента прохода последней колесной пары в тележке над путевым датчиком 1.

Таким образом, если импульс на выходе счетчика 12 фиксирует момент удаления по5 следней колесной пары относительно оси путевого датчика на расстояние, равное соответственно 1,5 Li (полуторное первое , межосевое расстояние LI), то к моменту действия второго импульса на выходе счетчика

0 14 вторая колесная пара удаляется на расстояние 2Li. Счетчик 12 вырабатывает только один импульс, действие которого записывается триггером 17, одновременно с этим воздействием этого же импульса от5 крывается логический ключевой элемент 11, подключающий выход счетчика 14 к входу третьего счетчика 9, и этот же импульс записывается в счетчик 13 и подключает к счетному входу счетчика 13 выход счетчика 14

0 (на схеме не показано), таким образом, второй импульс, действующий на выходе счетчика 14, тоже будет записан счетчиком 13. Третий импульс, записанный счетчиком 13, будет означать что в этот момент последняя

5 колесная пара первой тележки удалилась на расстояние (относительно оси путевого датчика) 3Li и т.д. Т.е. имитация числа, пропорционального первому межосевому расстоянию LI, используется в конечном итоге для измерения центрального межосевого расстояния путем подсчета количества имитаций числа, пропорционального первому межосевому расстоянию LI, за время контроля центрального межосевого расстояния La, с помощью счетчика 13, записывающего число импульсов, действовавших на выходе счетчика 14 в течение времени измерения La. Одновременно, начиная с момента действия импульса на выходе счетчика 12 отметчика прохода тележки, в блоке 2 коммутации через пятый логический ключ к соответствующему выходу коммутируется выход генератора 18 частоты fi, подключенный через элемент ИЛИ 4 к выходу третьего счетчика 9 числа, пропорционального дробной части La. При этом третий счетчик 9 начинает заполняться импульсами от генератора 18 fi и обнуляется импульсами с выхода счетчика 14 с периодом следования, равным LL Запись числа дробной части La осуществляется в промежуток времени между последним импульсом обнуления третьего счетчика 9 и моментом отключения выхода генератора 18 частоты fi от входа третьего счетчика 9 в результате действия импульса, формируемого на выходе RC-цепи, подключенной к инверсному выходу триггера 17 (на схеме не показано), который устанавливается в исходное состояние при проходе над путевым датчиком первой колесной пары второй тележки, фиксируя конец центрального межосевого расстояния La. Записанное при этом в третий счетчик 9 число импульсов пропорционально дробной части La. Так же под воздействием импульса на выходе триггера 17 в управляемом третьем элементе ИЛИ 10 блокируется действие импульсов, поступающих с выхода цифрового компаратора 7 на вход обнуления первого счетчика 8, а в блоке 2 коммутации все логические ключи закрываются, кроме четвертого, который подключает четвертый выход блока 15 через первый и второй элементы ИЛИ 3,4 к входам первого и третьего счетчиков 8 и 9. Кроме того, под воздействием того же импульса триггер 5 устанавливается в единичное состояние, переключая режим третьего счетчика 9 на вычитание ,

На этом первый этап измерения и частотного вычисления отношения La:Li заканчивается,

В момент окончания импульса, действующего на выходе триггера 17 (используя момент спада импульса), в блоке 15 (на схеме не показано) формируется импульс, запускающий его, С этого момента начинается процесс деления числа, пропорционального дробной части центрального межосевого расстояния La, записанного в двоично-десятичной форме в третий счетчик 9, на число,

пропорциональное первому межосевому расстоянию Li, записанному в той же форме в счетчик 6. При этом первый счетчик 8 используется как для параллельной переззпи.си содержимого третьего счетчика 9 сравнения с помощью цифрового компаратора 7 с содержимым счетчика 6, так и для контроля вычитаемого числа из содержимого третьего счетчика 9, равного числу, запи0 санному в счетчик 6, а также для осуществления сдвига содержимого третьего счетчика 9 на один и более в сторону старшего разряда. Движение шаговых распределителей осуществляется с помощью

5 генератора импульсов с частотой fa, содержащегося в блоке распределителей 15 (на схеме не показано).

С момента запуска блока 15 на выходе разрядов шаговых распределителей форми0 руются импульсы. Так, на первом такте импульс, действующий на первом выходе блока 15, подается на вход управления параллельной записи первого .счетчика 8, в результате чего содержимое третьего счет5 чика 9 переписывается в первый счетчик 8. На третьем такте контролируется состояние выходов и цифрового компаратора 7 на входах схем совпадения, содержащихся в блоке 15 (на схеме не показано). Если

0 фиксируется высокий уровень на выходе компаратора 7, то блок 15 продолжает работу, включая в работу другой шаговый распределитель, импульс.на выходе разрядов которого на первом такте действует на

5 третьем выходе блока 15 и поступает на вход управления параллельной записи третьего счетчика 9, в результате чего содержимое первого счетчика 8 переписывается в третий счетчик 9, но со сдвигом на

0 один, в сторону старшего разряда, увеличивая число на один порядок. На втором такте импульс, действующий на втором выходе блока распределителей 15, поступает на вход управления параллельной записи пер5 вого счетчика 8, в результате чего содержимое третьего счетчика 9 опять переписывается в первый счетчик 8, при этом содержимое этого счетчика сравнивается цифровым компаратором 7 с содержи0 мым счетчика 6. На третьем такте опять контролируется вблокераспределителей.15 состояние выходов и компаратора 7. Если на этот раз фиксируется высокий уровень на выходе цифрового компара5 тора 7, то при этом выход генератора частоты fa подключается к четвертому выходу блока распределителей 15 и далее по подготовленным ранее цепям через блок 2 к счетным входам первого счетчика 8 и третьего счетчика 9. При этом счетчик 8 считает импульсы до момента совпадения с числом импульсов, записанных Ё счетчике 6, а из третьего счетчика 9 вычитается такое же число импульсов, потому что в момент совпадения содержимого счетчика 8 с содержи- мым счетчика 6 на выходе компаратора

7 формируется импульс, который отключает выход генератора частоты fz от четвертого выхода блока 15, прекращая подачу импульсов на входы первого и третьего счетчиков

8 и 9. По окончании действия импульса на выходе компаратора 7 в момент его спада в блоке 15 формируется импульс (на схеме не показано), вновь запускающий блок 15. Повторяется цикл сравнения содер- жимого счетчика 9, для чего его содержимое вновь переписывается в счетчик 8, и если при контроле состояния выходов и компаратора 7 окажется, что высокий уровень опять на выходе , то повторяется цикл вычитания, если высокий уровень окажется на выходе , то осуществится цикл сдвига содержимого счетчика 9 и т.д.

Число вычитаний из счетчика 9 до момента, когда содержимое его окажется меньше содержимого счетчика 6 во второй раз, что фиксируется высоким уровнем на выходе компаратора 7, подсчитывает счетчик второй цифры отношения, содержащийся в блоке 16.Число вычитаний до появ- ления высокого уровня на выходе крмпаратора 7 в третий раз подсчитывает соответственно счетчик третьей цифры отношения. Высокие уровни, формируемые на выходе компаратора 7, используются для управления содержащегося в блоке 16 распределителя и элементов И (на схеме не показано), предназначенных для подключения выхода компаратора 7 к счетным входам второго и третьего счетчиков цифр отношения, а также для формирования импульса конец деления в момент установления высокого уровня на выходе компаратора 7 в третий раз. При этом все элементы устройства, кроме счетчика 13 и блока 16 счетчиков (второй счетчик), устанавливается в исходное состояние, Содержимое счетчиков числа отношения La:Li с помощью средств, не указанных на схеме, переписывается в буферное ОЗУ. Таким об- разом осуществляется измерение межосевых расстояний LI и L.2, вычисление отношения La:Li для каждого вагона в составе поезда и запись этих результатов в бу- ферное ОЗУ, являющихся данными, совокупность которых используется для идентификации состава поезда в другом пункте и привязки этих данных к номеру этого поезда. После прохода поезда над путевым датчиком формируется сигнал конец

поезда , по команде которого содержимое ОЗУ считывается и передается на следующую станцию вместе с номером поезда для последующей идентификации с помощью других аппаратных средств прибывшего на следующую станцию поезда со своим номером. По окончании процесса передачи информации из ОЗУ все устройства устанавливается в исходное состояние.

Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения заключается в том, что отпадает необходимость производить натурную проверку составов на стыковых и сортировочных станциях, а также натурную проверку о прибытии в полном составе на промежуточных станциях однопутных участков. Ожидаемый экономический эффект от использования заявляемого изобретения на одной Западно-Сибирской железной дороге составит 1,63 млн.рублей в год по сравнению, с базовым объектом ДЦМ-ДОН, не считая технологического эффекта.

Формула изобр е.т е н и я Устройство для вычисления данных для идентификации поездов в движении, содержащее путевой датчик, генератор импульсов, счетчики, выход одного из которых соединен с одним из входов компаратора, один из выходов которого соединен с одним из входов другого счетчика, и триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком коммутации, элементами ИЛИ, ключевым элементом, блоком распределителей и дополнительными генератором импульсов, счетчиками и триггером, выход которого подключен к первому входу третьего счетчика, второй вход которого соединен с первым выходом ключевого элемента, третий вход- с первым выходом блока распределителей, четвертый вход - с выходом первого счетчика,пятый вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ, одним и другим входами связанного соответственно с первым и вторым выходами блока коммутации, а выход - к первому входу первого счетчика, второй вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, одним и другим входами соединенного соответственно с первым и третьим выходами блоков коммутации, третий вход - к второму выходу блока распределителей, а четвертый вход - к выходу третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим выходом блока распределителей, второй вход - с четвертым выходом блока коммутации, подключенным к первым входам четвертого и пятого счетчиков, а третий вход - с вторым выходом компаратора, подключенным к вторым входам четвертого и пятого счетчиков и первому входу блока распределителей, второй вход которого подключен к третьему выходу компаратора, третий вход - к первому выходу компаратора, четвертый вход - к выходу второго счетчика, соединенному с первым входом блока коммутации и первому входу первого триггера, второй выход - к четвертому входу третьего элемента ИЛИ, третий выход - к четвертому входу первого счетчика, а четвертый выход блока распределителей - к второму входу блока коммутации, третий вход которого соединен с выходом четвертого счетчика, подключенным к первым входам ключевого элемента, шестого

0

счетчика и второго триггера, четвертый вход - с выходом второго триггера, подключенным к второму входу первого триггера, пятому входу блока распределителей, второму входу ключевого элемента и четвертому входу третьего элемента ИЛИ, пятый вход блока коммутации и второй вход второго триггера подключены к путевому датчику, а шестой, седьмой и восьмой входы блока коммутации подключены к выходам первого второго и третьего генераторов импульсов, а второй выход блока коммутации соединен с входом седьмого счетчика, выход которого подключен к другому входу компаратора.