Устройство для передачи информации с пути на локомотив Советский патент 1993 года по МПК B61L25/06 

Фиг.1

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности, к устройствам интервального регулирования движения поездов.

Цель изобретения - повышение досто- верности принимаемой информации.

На фиг, 1 приведены схемы включения напольных (а) и локомотивных (б) узлов устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма работы устройства.

Напольная часть устройства содержит активные 1 и 3 и пассивные 2 и 4 участки рельсовой нити, к которым подсоединен напольный генератор 5. Локомотивная часть состоит из антенны 6, приемника 7 (антен- ный усилитель 7.1, локомотивный приемник 7.2 и формирователь импульсов по фронту и срезу 7.3), который соединен с входом первого счетчика 8, выходы которого через логические элементы 9, 10, 11 ИЛИ-НЕ соединены со счетчиками 12 и 13, к входам которых также подсоединен генератор 14. Выход счетчика 12 через инвертор 12,1 соединен с входом обнуления первого счетчика 8, а выход генератора и первого счетчика соединен через логический элемент 15 И- НЕ с тактовым входом счетчика 18, к входу считывания которого подсоединен через логический элемент 17 ИМПЛИКАЦИЯ формирователь импульсов по фронту 16. Датчик отметок пути 20 через логический элемент 21 ЗАПРЕТ и 22 ИЛИ подсоединен к счетчику 19.

Напольный генератор подключен к рельсам так же, как и в прототипе. Однако, расположение зон 1,2,3,4 не соответствует прототипу. Участок (1 и 2) соответствует длине блок-участка, длина участка LZ (2 и 3) является величиной постоянной для любого блок-участка. Концы каждого из участков L1 и расположены так, чтобы исключить влияние на достоверность передаваемой информации величины тока рельса, чувствительности и коэффициента возврата приемника. Участок Li начинается в начале активной зоны 1 и заканчивается в начале активной зоны 3. Если произойдет изменение величины тока в рельсе или изменится чувствительность или коэффициент возврата приемника, то информация, полученная на подвижном составе, от этого не изменится и будет зависеть только от длины участка Li. Начало участка L2 совпадает с началом пассивной зоны 2, а конец - с началом пассивной зоны 4, поэтому не будет происходить искажения передаваемой информации с участка LZ.

Воспринимаемая информация с зон 1,2 и 3 не зависит от пробуксовывания колесных пар, т.к. локомотивный датчик отметок

пути (осевой датчик) не используется для считывания информации с пути.

Предложенное устройство отключается (отключается от САУТ или другой системы. на которые оно воздействует), если скорость движения поезда ниже 20 км/ч. При малых скоростях движения возможен большой разброс средних скоростей по участкам Li и L2 известно, что величина замедления поезда, как правило, больше ускорения, поэтому участок La расположен в конце участка LI. Информация о длине блок-участка, передаваемая за счет участков Li и 2, появляется после деления времени хода по участку Li на время хода по участку LL Если поезд идет с замедлением, то средняя1 скорость по участку Li больше, чем средняя скорость по участку. Такое неравенство скоростей приводит к ошибке в сторону фиктивного уменьшения блок-участка. Так как протяженность участков LI и L2 сравнительно невелика (при длине блок-участка 1000-2000 м и Li 25-50 м, м), а скорость достаточно высокая км/ч, то ошибка невелика. Так как, значение ускорения при км/ч еще меньше замедления, то и ошибка меньше.

Для того, чтобы схема работала в диапазоне скоростей 20-100 км/ч необходимо генератор 14 настроить на частоту 3 кГц, счетчик 12 должен содержать три ИМС, а счетчики 13, 18 и 19 - две ИМС 584ИЕ11. Датчик отметок пути 20 должен выдавать импульс через каждые 40 м (один оборот оси скоростемера в эксплуатируемых устройствах осуществляется через 32 м пройденного пути).

Не зависимо от величины погрешности информация будет одинаково достоверной, так как в отличии от прототипа полученная информация не зависит ни от величины тока в рельсах, ни от чувствительности и коэфф- циента возврата локомотивного приемника, ни даже от пробуксовывания колесных пар. После расчета (Li/La) длины блок-участка (расчет происходит при следовании по участку 4, длина которого примерно равна LI начинается вычитание величины проходящего пути из значения блок-участка. Наличие боксования при упомянутом вычитании приводит к погрешности (возможно и. к большой погрешности), однако, при этом не возникает опасной ситуации, так как рассчитанный участок пути до препятствия меньше фактического. В случае юза при упомянутом вычитании (юз происходит достаточно редко при заклинивании тормозной колодки на локомотиве) может возникнуть опасное несоответствие между рассчитанным и фактическим расстоянием до препятствия. Однако, зафиксировать юз проще

пробуксовывания. например, путем сравнения скорости вращения двух колесных пар (маловероятно одновременное заклинивание двух колодок) или за счет отслеживания скачка скорости вращения колесной пары, При фиксации юза предложенное устройство должно быть отключено, как и при скорости, меньшей 20 км/ч (устройство может быть построено и для меньшей скорости, но для этого необходимо сократить длины уча- стков U и , а для сохранения достаточной точности - увеличить частоту генератора 14 и емкости счетчиков 12,13,18 и 19.Дополнительное устройство контроля юза и схема отключения, предложенного при юзе или малой скорости (до 20 км/ч) не показаны,

Устройство определения расстояния до препятствия работает следующим образом.

Напольный генератор 5 подключен к од- ному рельсу. При этом, воздействие на локомотивную антенну б .осуществляется только в активных зонах 1 и 3. Зона 2 является пассивной, т.к. электромагнитное поле рельса на участке 2 компенсируемся полем шлейфа, который расположен рель- .сом. Антенна 6, усилитель 7, локомотивный приемник 7.2 и генератор 5, разработанные для САУТ, могут быть использованы и в предложенном. На выходе локомотивного приемника используется один из каналов происходит изменение потенциала при пе- реходе локомотивной антенны с пассивной в активную зону или при обратном переходе. Это изменение вызывает непродолжи- тельный импульс на выходе формирователя по фронту или срезу 7.3. Вход формирователя соединен с выходом локомотивного приемника через развязывающую оптоэлектронную пару К249ЛП1А, а для исключения пульсации выходной диод приемника шунтируется конденсатором. Импульсы с выхода формирователя 7.3 поступают на тактовый вход устройства управления (первый счетчик - счетчик Джонсона). До входа в зону 1 локо- мотивной антенны (исходное состояние) повышен потенциал только на выходе Q0 первого счетчика 8. При входе антенны в зону 1 повышается потенциал на выходе QI, а на выходе Qo потенциал понижается. По- следующее перемещение антенны по зонам 2,3 и 4 приводит к повышению потенциалов соответственно на выходах Q2, Оз. 04 первого счетчика 8. Зона 4 имеет начало (конец участка La), но не имеет фиксированного конца. Возвращение устройства 8 в исходное состояние происходит после обнуления счетчика 2, когда последний обнуляется в режиме вычитания и на шине Р понижается потенциал. Счетчик 12 находится в работе

(складывает или вычитает) при VHX что наблюдается при нахождении антенны в зоне 1,2 и 4. При этом, логический ноль формируется на входе V счетчика 12 за счет выходов QI и Ог устройства 8 посредством логических элементов 9 и 10, а также за счет выхода С14 посредством логического элемента 10. На входе ± 1 счетчика 12 происходит повышение потенциала также за счет выходов Qi и Q2 устройства 8 и элемента .9. Указанное состояние входов счетчика 12 приводит к тому, что при перемещении антенны по зонам 1 и 2 (участок Li) счетчик работает на сложение, а при перемещении по зоне 4 - на вычитание. Тактовые импульсы на счетчик 12 поступают с генератора 14. Счетчик 12 будет суммировать импульсы до тех пор. пока антенна находится на участке U, т.е. результат сложения будет тем больше, чем длиннее участок Ц и. чем меньше скорость движения (Li/V). Выходы Qi, Q2, Оз, 04 счетчика 12 не используются. Результат сложения (двоичное число на выходах Qi, Q2, Оз, 04 проявится только после обнуления счетчика 12, когда понизится потенциал на выходе Р. Счетчик 12 сохраняет свое состояние (количество сложенных импульсов) до ввода антенны в зону 4. При этом, счетчик будет работать на вычитание.

Перемещение антенны по участкам 2 и 3 приводит к поочередному повышению потенциала на выходах 02 и Оз устройства 8, что переводит счетчик 13 посредством элемента 11 в счетный режим (счетчик работает только на сложение): на входе ± 1 всегда повышен потенциал). Количество сосчитанных импульсов этим счетчиком будет пропорционально сумме протяженностей двух зон 2 и 3 (участок La) и обратно пропорционален скорости V(L2/V),

Таким образом, счетчик 12 содержит количество импульсов от генератора пропорционально отношению Li/V, а счетчик 13- L2/V.

Если, теперь осуществить действие Li/V:L2/V, то получим результат Li/L2, который характеризует длину блок-участка и не зависит от скорости поезда на участке считывания информации (зоны 1,2 и 3), если средние скорости по участкам Li и L2 были равны (примерно равны). Выполнить деление числа (числа импульсов), хранящегося в счетчике 12 на число (число импульсов), хранящееся в счетчике 13, можно-посредством счетчика 18, который работает в режиме вычитания, и счетчика 19, который работает в режиме накопления результата. Действие схемы деления двух чисел начинается с момента ввода антенны в зону 4 (с момента

выхода из активной зоны 3). При этом, повышается потенциал на выходе CU первого счетчика 8, что позволяет формирователю 16 выдать кратковременный импульс на вход счетчика 18 через логический элемент 17. При этом, счетчик 18 осуществляет запись информации по входам 01-0м(0б) с выходов счетчика 13. После окончания импульса с выхода формирователя 16 счетчик 18 переводится в режим вычитания. Импульсы с генератора 14 через логический элемент 15 (открыт при появлении повышенного потенциала на выходе CU устройства 8) поступает на тактовый вход Т счетчика 18, В момент обнуления счетчика 18 понижается потен- циал на выходе Р, что приводит к новой перезаписи содержимого счетчика 13 в счетчик 18. Эта перезапись осуществляется посредством кратковременного повышения потенциала на входе WR за счет логического элемента 17. Запись числа в счетчик 18 приводит к повышению потенциала на его выходе Р, что приводит к переключению счетчика 19 в первую позицию (, , , ). Это переключение осуществля- ется посредством логического элемента 22 и за счет повышенного потенциала на входе 1, который сохраняется и на все время нахождения первого счетчика 8 в четвертой позиции (). Так как генератор 14 рабо- тает непрерывно, то наступает следующий этап работы счетчика 18, который вновь начинает работать в режиме вычитания. После обнуления счетчика 13 и вновь поступает импульс на вход счетчика (накопителя ре- зультата) 19. Такая работа устройства будет продолжаться до тех пор, пока не произойдет обнуление счетчика 12, который при вводе а нтенны в зону 4 начал работать в режиме вычитания. С обнулением счетчика 12 понижается потенциал на его выходе, и устройство управления 8 посредством инвертора 12.1 приходит в исходное положение, повышается потенциал на выходе Qo устройства 8. Это повышение потенциала устанавливает счетчик 13 в исходное положение, В том случае, когда счетчик 12 переполняется в режиме сложения, то также происходит обнуление устройства 8 и последующее обнуление счетчика 12, Счетчик 19 находится в режиме суммирования (на входе ± 1 повышен потенциал) только при повышении потенциала на выходе Q4 устройства 8. В остальных случаях счетчик 13 работает в режиме вычитания, благодаря чему из содержимого счетчика (записана информация о длине участка) вычитается проходимый поездом путь. При вычитании импульсы поступают от датчика отметок пути 20 через логический элемент 21. Этот

элемент закрыт на момент записи информации в счетчик 19 (режим суммирования), что исключает сложение импульсов датчика пути 20 с импульсами с выхода Р счетчика 18. Перед тем, как осуществить запись в счетчик 19 он обнуляется за счет повышения потенциала на выходе Оз первого счетчика 8, Импульсы с выхода счетчика 18 и импульсы с выхода датчика отметок пути 20 должны иметь одинаковый вес, т.е. каждый импульс с упомянутых приборов должен означать одну и ту же длину. Для придания равновесности этим импульсам на выходе датчика пути 20, или счетчика 18, или на выходах обоих упомянутых приборов могут устанавливаться делители частоты (на фиг.1 делители не предусмотрены, т.е. импульс датчика пути 20 и счетчика 18 имеет одинаковое значение 40 м пути. Часть входов счетчиков подключены непосредственно к полюсам источника питания в соответствии с требуемым режимом работы,

На фиг.2 приведена временная диаграмма работы устройства при записи информации, которая позволяет детально проследить работу устройства.

Для исключения опасной ситуации при повреждении схемы устройства ;или отдельных узлов, предложенное должно быть продублировано вторым комплектом аналогичного устройства. Реализация информации с выходов каждого комплекта (выхода счетчика 19) осуществляется только при совпадении состояния обоих устройств.

Предлагаемое устройство обеспечивает более достоверную передачу информации с пути на подвижной состав, не зависящу, ни от пробуксовывания колесных пар ни от чувствительности и коэффициента возврата локомотивного приемника, ни от величины тока в рельсовой нити.

Формула изобретения Устройство для передачи информации с пути на локомотив, содержащее установленный на пути генератор, подключенный выходом к модулирующему путевому шлейфу, и установленный на локомотиве приемник с антенной, выходом подключенный к одному из счетчиков импульсов, генератор импульсов, выходом соединенный с тактовыми входами второго и третьего счетчиков импульсов, элементы ИЛИ-НЕ, датчик отме- трк пути, элементы ЗАПРЕТ, инвертор, формирователь импульсов, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено установленными на локомотиве дополнительными счетчиками импульсов, элементом ИМПЛИКАЦИЯ, элементами И-НЕ и ИЛИ, входы одного из которых соединены с первым и вторым выходом первого счетчика импульсов, а выход - с одним входом первого элемента ИЛИ-НЕ и управляющим входом второго счетчика импульсов, второй и третий выходы первого счетчика импульсов подключены к входам первого элемента ИЛИ-НЕ, четвертый выход - ic другому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, вцходом подключенного к разрешающему входу второго счетчика импульсов, нулевым выходом - к входам обнуления второго и третьего счетчиков импульсов, а входом обнуления, через инвертор - к выходу второго счетчика импульсов, причем выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу разре- шения третьего счегчика импульсов, выход которого подключен к адресным входам четвертого счетчика импульсов, тактовый вход

которого подключен к выходу элемента И- НЕ, одним входом соединенного с выходом генератора импульсов, а другим входом - с четвертым выходом первого счетчика импульсов, при этом установочный вход четвертого счетчике соединен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, а выход -с одним из его входов, а другой вход последнего через формирователь импульсов подключен

0 к четвертому выходу первого счетчика импульсов, подключенному к одному из входов элемента ЗАПРЕТ и к управляющему входу пятого счетчика импульсов, тактовый вход которого соединен через второй элемент

ИЛИ с выходом четвертого счетчика и с выходом элемента ЗАПРЕТ, при этом вход обнуления пятого счетчика подключен к третьему входу первого счетчика.

Использование: в автоматике и касается устройств интервального регулирования движения поездов. Сущность изобретения: устройство содержит пять счетчиков (8,12,13,18, 19), генератор (14), напольный генератор (5), антенну (6), локомотивный приемник (7), участки рельсовой нити (1,2, 3), элементы И-НЕ (15), логические элементы (17, 21), четыре элемента ИЛИ (9,10,11,17,22), датчики отметки пути (20), формирователь импульсов (16), 5-1-2-3-6-7-8-9- 10-12-8, 14-15-18-22-19, 8-11-13-18-17, 20-21- 22-19, 8-10-12, 8-13-18-17-18. 2 ил. L.I

&/.Ј