способ контроля заполнения пути и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ контроля заполнения пути, заключающийся в том, что подают в рельсовую линию импульс постоянного тока, фиксируют отраженный импульс и определяют амплитуду отраженного импульса, отличающийся тем, что определяют разность между амплитудой импульса, подаваемого в рельсовую линию, и амплитудой отраженного импульса и по величине этой разности определяют длину свободной части пути.

2. Устройство для контроля заполнения пути, содержащее источник постоянного напряжения, подключенный к рельсовой линии через ограничитель и контакт маятникового трансмиттера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено генератором импульсов, диодами, конденсатором, аналого-цифровыми преобразователями, регистрами и блоками сравнения, одни входы одного из которых подключены к выходам одного из аналого-цифровых преобразователей, а другие входы - к выходам первого регистра, информационные входы которого подключены к выходам второго регистра, соединенным с первыми входами второго блока сравнения, выход которого подключен к входу синхронизации первого регистра, а вторые входы - к выходам третьего регистра, соединенным с информационными входами второго регистра, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенным к входу синхронизации третьего регистра, информационные входы которого подключены к выходам другого аналого-цифрового преобразователя, один вход которого соединен с одним из рельсов рельсовой линии, а другой вход - с катодом одного из диодов, анод которого подключен к другому рельсу рельсовой линии, к которому подключены одна из обкладок конденсатора и один из входов первого аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с другой обкладкой конденсатора и катодом другого диода, анод которого подключен к первому рельсу рельсовой линии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к устройствам контроля состояния участков подгорочного пути, и может быть использовано для регулирования движения состава.

Широко известен способ контроля заполнения пути, заключающийся в сравнении напряжений на двух смежных путевых участках.

Известен способ контроля состояния путевого участка (реактивная рельсовая цепь), заключающийся в подаче в рельсовую цепь импульса постоянного тока, получении из нее преобразованного импульса обратной полярности за счет реактивного элемента на противоположном конце и фиксации нового импульса приемным устройством, если путевой участок при этом был свободен.

Известное устройство контроля пути, выбранное в качестве прототипа, содержит источник питания, который через ограничитель тока и контакт маятникового трансмиттера подключен к началу рельсовой линии, к которому также подключена и обмотка импульсно-путевого реле, а к противоположному концу - катушка индуктивности, контакт реле включен в цепь дешифратора.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают контроля свободной части занятого пути, а контролируют весь путь целиком (свободен, занят).

Цель изобретения - повышение точности за счет отслеживания длины свободного конца занятого пути.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля заполнения пути, заключающемся в том, что подают в рельсовую линию импульс постоянного тока, фиксируют отраженный импульс и определяют амплитуду отраженного импульса, определяют разность между амплитудой импульса, передаваемого в рельсовую линию, и амплитудой отраженного импульса и по величине этой разности определяют длину свободной части пути. Устройство контроля заполнения пути, содержащее источник постоянного напряжения, подключенный к рельсовой линии через ограничитель и контакт маятникового трансмиттера, снабжено генератором импульсов, диодами, конденсаторами, аналого-цифровыми преобразователями, регистрами и блоками сравнения, одни входы которого подключены к выходам одного из аналого-цифровых преобразователей, а другие входы - к выходам первого регистра, информационные входы которого подключены к выходам второго регистра, соединенным с первыми входами второго блока сравнения, выход которого подключен к входу синхронизации первого регистра, а вторые входы - к выходам третьего регистра, соединенным с информационными входами второго регистра, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенным к входу синхронизации третьего регистра, информационные входы которого подключены к выходам другого аналого-цифрового преобразователя, один вход которого соединен с одним из рельсов рельсовой линии, а другой - с катодом одного из диодов, анод которого подключен к другому рельсу рельсовой линии, к которому подключены одна из обкладок конденсатора и один из входов первого аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с другой обкладкой конденсатора и катодом другого диода, анод которого подключен к первому рельсу рельсовой линии.

Заявленный контроль соотношения прямого и обратного импульсов посредством аналого-цифровых преобразователей, регистров и блоков сравнения способствует достижению цели изобретения. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

П р и м е р осуществления способа. В рельсовую линию с одного из ее концов было подано напряжение через ограничитель тока. Величина направления между рельсами на конце линии была зафиксирована и являлась функцией двух переменных: величины сопротивления изоляции (r_и) и места расположения шунта (Х_ш - расстояние до шунта от питающего конца, при этом сопротивлением шунта, в большинстве случаев, можно пренебречь). Таким образом, при неизменном напряжении источника питания и постоянном значении величины сопротивления ограничителя тока напряжение между рельсами на питающем конце при включенном источнике U_нп = f₁(r_и, Х_ш). Величина напряжения в реактивном импульсе за счет индуктивности рельс в переходном процессе (значение импульса таково, что от него может сработать реле, и для исключения срабатывания путевого реле от энергии, запасенной в рельсовой линии, предусматривается замедление у реле ПДТ за счет замыкания накоротко одной обмотки) достаточно велика.

Величина обратного импульса зависит от r_и, Х_ш, а также от интервала времени, прошедшего с момента выключения питания t (фиг. 2). Однако амплитуда обратного импульса U_A зависит только от r_и и Х_ш (r_p - сопротивление рельс учитывается как неизменное). Итак, U_A = f₂(r_и, Х_ш). Отсюда, U_нп = = f₁(r_и, Х_ш) и U_A = f₂(r_и, Х_ш) - два уравнения с двумя неизвестными, из которых может быть определено r_и и Х_ш.

Аналитически упомянутые зависимости выглядят достаточно сложно. Однако для практической реализации может быть предложен экспериментальный метод. Для каждого значения сопротивления изоляции (например, с шагом 0,05 Ом км) при различных расстояниях от шунта до питающего конца (например, с шагом 50 м) измеряются напряжения прямого импульса и амплитуды обратного и заносится в таблицу вместе с известными r_и и Х_ш. Если таблица составлена на все возможные r_и и Х_ш, то произведя обратный эксперимент, измеряя напряжение прямого импульса и амплитуду обратного, можно установить, к каким r_и и Х_ш они относятся. Таблица необходима для записи информации в блок сравнения о Х_ш (может быть записана информация об r_и).

На искусственной рельсовой линии был проведен предложенный эксперимент согласно предложенного способа, который подтвердил характер зависимостей напряжения от r_и и Х_ш.

На фиг. 1 представлена схема устройства контроля заполнения пути; на фиг. 2 - зависимость напряжения от времени в прямом и обратном импульсах.

Устройство контроля заполнения пути содержит источник напряжения 1, ограничитель тока 2, контакт маятникового трансмиттера 3, рельсовую линию 4, шунт 5, диоды 6 и 10, конденсатор 7, первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 8 и 11, регистры памяти 12, 13, 14, тактовый генератор 15, первый и второй блоки сравнения 9 и 16.

Когда нет шунта 5 и, следовательно, нет обратного импульса, на всех линиях выхода блока сравнения 9 появляются логические единицы (ЛЕ), указывая на свободность всего пути. Приборы соединены следующим образом. Источник напряжения 1 через ограничитель 2 и контакт маятникового трансмиттера 3 соединен с концом рельсовой линии 4. К этому же концу через диоды 10 и 6 подключены соответственно первый 8 и второй 11 АЦП, к входу первого из них подключен конденсатор 7, к выходу - часть входов блока сравнения 9, вторая часть входов которого соединена с выходом первого регистра 14, входы данных которого соединены с выходами второго регистра 13 и частью входов блока сравнения 16, выход которого соединен с входом синхронизации первого регистра 14, а вторая часть входов - с входом второго регистра 13 и выходом третьего 12, входы данных которого соединены с выходами второго АЦП 11, вход синхронизации третьего регистра 12 соединен с выходом тактового генератора 15 и входом синхронизации второго регистра 13.

На фиг. 2 ломаная линия KLMN представляет конфигурацию прямого импульса, а линия NBAC - обратного. Точки В и А соответствуют двум моментам t₁ и t₂ замеров напряжения в обратном импульсе.

Действие схемы осуществляется следующим образом. Через контакт 3 и ограничитель 2 напряжение подается в рельсовую линию и на вход первого АЦП 8. На этом входе независимо от момента времени (импульс или интервал) поддерживается определенное напряжение, которое, естественно, зависит от r_и и Х_ш. С выхода АЦП 8 на часть линий блока сравнения 9 поступает информация о величине напряжения в прямом импульсе. На другую часть линий блока сравнения 9 с регистра 14 поступает информация об амплитуде обратного импульса. На вход регистра 12 непрерывно поступает информация в двоичном коде о текущем значении величины обратного импульса с АЦП 11. Выделение прямого и обратного импульсов осуществляется диодами 6 и 10. Действие устройства определения величины амплитуды импульса (аналогичные устройства были заявлены ранее и известны экспертизе) протекает следующим образом. Посредством тактового генератора по срезу импульса осуществляется перезапись информации из регистра 12 в регистр 13 и одновременно с этим - из АЦП 11 в регистр 12. В то время, когда на входе АЦП 11 отсутствует обратный импульс, на всех выходах регистров 12 и 13 сохраняются логические нули и поэтому на выходе компаратора так же сохраняется такой же ноль. С нарастанием отрицательного импульса информации о напряжении обратного импульса на выходе регистра 12 представляет двоичное число, превышающее аналогичное на выходе регистра 13. Поэтому на выходе блока сравнения 16 появляется логическая единица. При спаде отрицательного импульса (точки В и А) напряжение на входах блока сравнения 16 отражает процесс спада (В перестает быть больше А) и на выходе В > А понижается потенциал. Это, в свою очередь, инициирует запись информации с регистра 13 в регистр 14.

Таким образом, на входы А4, А5, А6, А7 блока сравнения 9 поступает информация об амплитуде обратного импульса. Блок сравнения 9 может быть прошит на определение Х_ш = f₃(U_нп, U_A) или r_и = f₄(U_нп, U_A).

Для составления таблицы аналитическим путем должна быть решена система уравнений U_нп = f₁(r_и, Х_ш); U_A = f₂(r_и, Х_ш) относительно Х_ш или r_и.

Предложенное устройство предусматривает использование элементов не первого класса надежности, а потому должно быть задублировано. В случае синхронной работы обоих устройств информации о свободной части пути будет достаточно достоверной, чтобы ею пользоваться на сортировочной горке.

Использование предлагаемого способа контроля заполнения пути позволит по сравнению с существующим сократить расход аппаратуры, кабеля, а также использовать предложение для контроля сопротивления изоляции. Вместе с тем предложение может быть использовано для определения длины маневрового маршрута на занятый путь.