устройство для исключения аварийных ситуаций на железнодорожном переезде

Формула изобретения

Устройство для исключения аварийных ситуаций на железнодорожном переезде, содержащее два шлейфа, уложенных по обе стороны от железнодорожного пути, подключенных к блоку обнаружения препятствия, блок подачи сигнала опасности на локомотив, контакты сигнальных реле переездных светофоров, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено двумя парами шлейфов, размещенных по обе стороны от железнодорожного переезда, генераторами сигналов остановки и разрешения движения, связанными с шлейфами через контакты реле-повторителя сигнальных реле и датчики тока релейным выключателем питания генераторов, через контактные группы указанного реле и датчики тока шлейфы, примыкающие к железнодорожным путям, подключены к двум электронным коммутаторам, первый из которых связан с входом блока обнаружения препятствия, а второй - с выходом генератора сигнала разрешения движения, выход блока обнаружения препятствия связан через одновибратор с входами управления отмеченных электронных коммутаторов и блоком контроля аварийной ситуации, связанным с блоком передачи сигнала опасности на локомотив, причем автотранспортное средство содержит антенну, подключенную к блоку усиления, и блок декодирования, один выход которого подключен к элементу индикации и входу управления первого электронного ключа, включенного в цепь питания первичной обмотки катушки зажигания параллельно с нормально разомкнутыми контактами кнопки, другой выход блока декодирования связан через одновибратор с входом управления другого электронного ключа, включенного последовательно с нормально замкнутыми контактами названной кнопки в цепь питания электромагнитного клапана, шток которого связан с главным тормозным цилиндром, вход блока усиления и выходы названных электронных ключей подключены к блоку контроля, выход которого связан с индикаторами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано для исключения аварийных ситуаций в опасной зоне переезда (наездов и столкновений транспорта).

Из патентной литературы известно устройство автоматической переездной сигнализации, содержащее датчик вступления поезда на участок приближения, датчики прохождения автотранспортного средства, блоки фиксации времени движения автотранспортного средства по приближения и удаления переезда, вычисления времени освобождения переезда, блок сравнения времени движения автотранспортного средства по переезду с максимально допустимым, блок включения заградительных светофоров [1] . Данное устройство имеет существенный недостаток, а именно логика его работы построена на измерении длительности нахождения транспортных средств в опасной зоне и зонах приближения и удаления от переезда, однако нет технической возможности различить отдельные автотранспортные средства, когда они движутся плотным потоком.

Наиболее близким по технической сущности является устройство содержащее шлейфы, уложенные в непосредственной близости от железнодорожного пути задающий генератор, к которому через усилители мощности подключены дополнительный фильтр и ограничитель, полосно-пропускной фильтр, усилитель переменного тока, выпрямитель, усилитель постоянного тока и усилитель переменного тока, триггер Шмитта, которые вместе с компенсационным шлейфом фактически образуют блок обнаружения препятствия и заградительные светофоры.

Оно и принято за прототип. Однако данное устройство обладает весьма ограниченными возможностями.

Сущность изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства, а именно обеспечивается не только контроль присутствия автотранспорта в опасной зоне и включение заградительных светофоров, но также осуществляется принудительное торможение автотранспорта на заданном расстоянии от железнодорожных путей с возможностью последующего движения только после прохода поезда и переключения переездных светофоров в разрешающее положение. Для этого известное устройство [2] дополнительно снабжено двумя парами шлейфов, размещенных по обе стороны от железнодорожного переезда, генераторами сигналов остановки и разрешения движения, связанными со шлейфами через контакты реле-повторителя сигнальных реле и датчики тока релейным выключателем питания генераторов, через контактные группы указанного реле и датчики тока шлейфы, примыкающие к железнодорожным путям, подключены к двум электронным коммутаторам, первый из которых связан с входом блока обнаружения препятствия, а второй - с выходом генератора сигнала разрешения движения, выход блока обнаружения препятствия связан через одновибратор с входами управления отмеченных электронных коммутаторов и временным детектором, связанным с блоком передачи сигнала опасности на локомотив, а автотранспортное средство содержит антенну, подключенную к блоку усиления, и блок декодирования, один выход которого подключен к элементу индикации и входу управления первого электронного ключа, включенного в цепь питания первичной обмотки катушки зажигания, параллельно с нормально разомкнутыми контактами кнопки, другой выход блока декодирования связан через одновибратор с входом управления другого электронного ключа, включенного последовательно с нормально замкнутыми контактами названной кнопки в цепь питания электромагнитного клапана, шток которого связан с главным тормозным цилиндром.

На фиг. 1 представлена схема размещения шлейфов на переезде, на фиг. 2 - схема управления работой напольных элементов устройства, на фиг. 3 - дополнительное оборудование автотранспортных средств, на фиг. 4 - блок контроля аварийной ситуации.

Устройство содержит шлейфы 1, 2 и 3, расположенные по обе стороны от железнодорожного пути 4, под дорожным покрытием переезда, а также аварийные съезды 5, питание к шлейфам 1, 2, 3 подведено через контактные группы 6,7,8 реле 9, обмотка которого включена через фронтовые контакты 10 реле переездных светофоров, запаралеленых с тыловыми контактами кнопки 11 аварийного отключения, и нормально замкнутые фронтовые контакты кнопки 12 контроля исправности к фронтовым контактам 6, 7, 8 контактных групп реле 9 подключен генератор 13 сигнала разрешения движения, а к тыловому контакту контактной группы 6, генератор 14 сигнала остановки, в цепь питания генераторов включен релейный выключатель 15, в цепь управления которого включена контактная группа 16 реле 9. Шлейф 2 связан с выходом генератора 14 сигнала остановки через датчик тока 17, а шлейф 1 аналогично связан через нейтральный и тыловой контакты контактной группы 8 и датчик тока 18 с электронными коммутаторами 19 и 20, выход коммутатора 19 связан с входом блока 21 обнаружения препятствия, а вход коммутатора 20 связан с выходом генератора 13 сигнала разрешения движения, вход управления этих коммутаторов подключен к выходу одновибратора 22, по входу связанного с выходом блока 21 обнаружения препятствия, а по выходу связанного также и с блоком 23 контроля аварийной ситуации, к другим входам указанного блока подключены датчики тока 17 и 18, а также выход релейного выключателя 15, а выход блока 23 контроля аварийной ситуации связан блоком 24 передачи сигнала опасности на локомотив и заградительные светофоры. Дополнительное оборудование автотранспортных средств содержит антенну 25, подключенную к блоку 26 усиления, выход которого соединен с входом блока 27 декодера, один выход последнего связан с входом электронного ключа 28, а другой - к входу одновибратора 29, по выходу связанного с входом электронного ключа 30, ключ 28 включен в цепь питания первичной обмотки катушки зажигания 31, в свою очередь электронный ключ 30 включен в цепь питания электромагнитного клапана 32, шток которого связан с главным тормозным цилиндром, параллельно с электронным ключом 28 и последовательно с ключом 30 включены нормально разомкнутая и нормально замкнутая контактные группы кнопки 33. К входу блока 26 усиления и к выходам электронных ключей 28 и 30 подключен блок 34 контроля исправности, выход последнего связан элементами индикации 35. Блок 23 контроля аварийной ситуации содержит триггер Шмитта 37, вход которого через тыловой контакт 36 реле 9 подключен к датчику тока 17, а выход триггера подключен к одному входу элемента "ИЛИ" 38, выход которого связан с входом дешифратора 39, выход которого через элемент равнозначности 40 подключен к входу схемы 41 формирования сигнала опасности, выходы которой связаны с элементом индикации 42 и блоком 24 передачи сигнала опасности на локомотив и заградительные светофоры, к другим входам элемента равнозначности подключены выходы одновибратора 22 и выход релейного выключателя 15, выход датчика тока 18 подключен к входу другого триггера Шмитта 43, выход которого через соответствующий выход дешифратора 38 и другой выход 44 релейного выключателя 15 связаны с входами элемента "И" 45, к которому подключен элемент индикации 46.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии поезда на участке приближения к железнодорожному переезду, в шлейфы 1, 2, 3, расположенных относительно железнодорожного пути 4 в соответствии с фиг. 1 никаких сигналов не поступает, а аварийные съезды 5 свободны. У контактных групп 6, 7, 8 замкнуты фронтовые контакты, поскольку реле 9 находится под током через замкнутые фронтовые контакты реле 10 переездных светофоров, а кнопка 11 аварийного отключения не нажата и кнопка 12 контроля исправности также не нажата. Питание на генераторы 13 сигнала разрешения и 14 сигнала остановки через релейный выключатель 15 не поступает поскольку замкнуты фронтовые контакты контактной группы 16 реле 9. При вступлении поезда на участок приближения реле переездных светофоров обесточивается и включает переездные светофоры (на фиг.1 не показаны) и соответственно контактами 10 разрывается цепь питания обмотки реле 9, которое через тыловые контакты контактных групп 6, 7, 8 подключает шлейф 2 к генератору 14 сигнала остановки. Питание на генераторы поступает через релейный выключатель 16 и тыловой контакт контактной группы 16 реле 9. В результате шлейф 2, расположенный на расстоянии максимального тормозного пути от железнодорожного пути и требуемого правилами дорожного движения запаса начинает излучать сигналы остановки. Транспортные средства, имеющие дополнительное оборудование будут принудительно останавливаться на расстоянии не ближе допустимого от железнодорожного пути.

Одновременно с этим через тыловые контакты контактной группы 8 реле 9 шлейф 1 подключается через электронный коммутатор 19, поскольку аналогичный коммутатор 20 выключен, к блоку 21 обнаружения препятствия.

Если в зоне размещения шлейфа 1 будет обнаружено транспортное средство, то на выходе блока 21 обнаружения препятствия будет сформирован сигнал низкого уровня, которым включится одновибратор 22. Сигналы с выхода одновибратора 22 поступают на входы управления коммутаторов 19 и 20, а также на вход блока 23 контроля аварийной ситуации. Сигналом высокого уровня коммутатор 19 переходит в закрытое состояние, а коммутатор 20 отрывается и соединяет выход генератора 13 сигнала разрешения движения со шлейфом 1.

В результате такого подключения транспортное средство, находящееся в зоне действия указанного шлейфа будет получать в течение заданного времени сигнал разрешающий движение, что позволит ему заблаговременно покинуть опасную зону. Если транспортное средство не в состоянии покинуть опасную зону за время действия импульса одновибратора, то блок 21 обнаружения после подключения его к шлейфу 1 через коммутатор 19 вновь запустит одновибратор 22 и через коммутатор 20 вновь в шлейф 1 будет передаваться сигнал генератора 13 разрешения движения. При появлении второго импульса на выходе одновибратора 22 блок 23 контроля аварийной ситуации формирует управляющий сигнал по входу блока 24. Этот блок осуществляет передачу сигнала опасности на локомотив посредством существующих технических средств т.е. через систему автоматической локомотивной сигнализации и через заградительные светофоры. В результате локомотивная бригада заблаговременно извещается о аварийной ситуации на переезде и имеет возможность предпринять необходимые меры по обеспечению безопасности движения.

Работа дополнительного оборудования транспортного средства, управляемого по сигналам из шлейфов 1, 2, 3 происходит следующим образом. Сигнал из шлейфа воспринимается антенной 25, усиливается блоком 26 усиления расшифровывается блоком 24 декодера. Если это сигнал остановки, то исходное напряжение низкого уровня на выходе блока 27 изменится на напряжение высокого уровня. Поступая на вход электронного ключа 28 оно переводит последний в закрытое состояние, а по переднему фронту (положительный перепад импульса напряжения) запускается на заданное время одновибратор 29, обеспечивающий на время импульса одновибратора включение электронного ключа 30. В результате отключается (обрывается) цепь питания первичной обмотки катушки зажигания 31 и включается цепь питания на время необходимое на торможение транспортного средства посредством электромагнитного клапана 32 на тормозной цилиндр.

При разомкнутых контактах кнопки 33 в цепи питания первичной обмотки катушки зажигания 31 и замкнутых других контактах той же кнопки 33 в цепи питания электромагнитного клапана 32 будет обеспечено не только полное торможение машины, но и пресечены попытки повторно возобновить движение до проследования поезда через переезд. Водитель автотранспортного средства информируется о причине автоматической остановки посредством блока 34 контроля исправности, обеспечивающего включение соответствующих индикаторов 35 на приборной панели автомобиля.

После проследования поезда через железнодорожный переезд реле 9 встает под ток (по цепи замыкаемой фронтовым контактом реле 10 переездных светофоров) и замыкает свои фронтовые контакты 6, 7, 8 в результате во все три шлейфа через генератор 13 будет поступать сигнал разрешения движения. Этот сигнал воспринимается антеннами тех автотранспортных средств, которые находятся в зоне шлейфов 1, 2, 3, усиливается усилителем 26 и преобразуется постоянное напряжение низкого уровня блоком 27 декодирования. Изменение с высокого на низкий уровень напряжения на входе электронного ключа 28 приводит к тому, что замыкается цепь первичной обмотки катушки зажигания 31, соответственно двигатель может быть запущен, а тормоза приведены в исходное поскольку электронный ключ 30 будет выключен.

В устройстве предусмотрены дополнительные новые блоки и элементы, способствующих достижению высокого уровня безопасности. В цепь питания обмотки реле 9 параллельно контактам 10 включены нормально разомкнутые контакты кнопки 11. Это позволяет повысить оперативность управления сигналами шлейфов данного устройства в экстремальных ситуациях. Доступ к управлению кнопкой 11 ограничен и разрешен только ответственным лицам. Кнопка 12 позволяет техническому персоналу имитировать приближение поезда и по индикаторам блока 23 контроля аварийной ситуации проверять работоспособность напольной части устройства.

Работа блока 23 контроля аварийной ситуации происходит следующим образом. При наличии поезда на участке приближения к переезду в шлейф 2 подается команда торможения транспортных средств. Сигналы из шлейфа 2 воспринимаются датчиком тока 17 и через тыловой контакт 36 реле 9 поступают на триггер Шмитта 37. С выхода последнего эти сигналы через элемент "ИЛИ" 38 поступают на вход дешифратора 39 с выхода которого сигнал высокого уровня поступает на один из входов схемы равнозначности 40 на другие входы которой поступают сигналы высокого уровня через тыловой контакт 15 реле 9 и с выхода одновибратора 22. Только при наличии всех трех одинаковых сигналов схема 40 вырабатывает сигнал высокого уровня. Если имеет место нахождение транспортного средства в зоне шлейфа 1, то по сигналу низкого уровня от одновибратора 22 будет включена схема 41 формирования сигнала опасности. Аналогичным образом схема формирования сигнала опасности будет включена, если уровень тока в шлейфе не соответствует порогу срабатывания триггера Шмитта 37. Наличие сигнала опасности фиксируется включением индикатора 42 на пульте контроля работоспособности устройства. Прохождение сигнала разрешения движения контролируется датчиком тока 18, выход которого подключается к входу триггера Шмитта 43. Далее этот сигнал через схему "ИЛИ" 38 поступает на вход дешифратора 39 с соответствующего выхода которого сигнал высокого уровня поступает на вход элемента "И" 45 на другой вход которого поступает напряжение от релейного выключателя 15 с выхода 44. Таким образом, на время передачи в шлейф 3 сигнала разрешения включается индикатор 46 в блоке 23 контроля аварийных ситуаций. Дополнительный маневр в зоне переезда обеспечивается наличием аварийных съездов 5, что очень важно для пропуска спецтранспорта. На самом автомобиле имеется пломбируемая кнопка 33 при нажатии которой отменяется действие всех элементов мешающих продолжению движения. Наличие блока 34 контроля позволяет водителю или диспетчеру простым включением этого блока убедиться в исправном функционировании всех элементов схемы по включению индикаторов 35.

Литература

1. А.С. N 1592206 "Устройство автоматической переездной сигнализации" по кл. В 61 L 29/22, опубл. в Бюл. N 34 от 15.09.90.

2. А. С. N 763171 "Устройство для обнаружения препятствия на железнодорожном переезде" по кл. В 61 L 29/02, опубл. в Бюл. N 34 от 15.09.80 г.