устройство для переездной сигнализации

Формула изобретения

Устройство переездной сигнализации, содержащее включающее реле, источник питания, выход которого через ограничительное сопротивление и дроссель-трансформатор подсоединен к началу рельсовой линии, к релейному концу которой через дроссель-трансформатор подключено приемное реле, отличающееся тем, что дополнительно введены измерительный резистор, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, блок вычисления скорости с двумя информационными и управляющим входами, к выходу которого подключено включающее реле, а к первому информационному входу подключен выход первого аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен параллельно измерительному резистору, включенному последовательно с ограничительным сопротивлением, к второму информационному входу блока вычисления скорости подсоединен выход второго аналого-цифрового преобразователя, вход которого подсоединен параллельно к первичной обмотке дроссель-трансформатора питающего конца рельсовой линии, а управляющий вход блока вычисления скорости через тыловой контакт приемного реле подключен к положительному потенциалу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к системам, обеспечивающим безопасность движения в местах пересечения автомобильных и железных дорог.

Известно устройство для переездной сигнализации, в котором перед участком приближения оборудуется измерительный участок, ограниченный двумя дискретными датчиками, которые управляют, соответственно, двумя генераторами. При вступлении поезда в определенный момент времени на первый датчик включается первый генератор и начинает вырабатывать импульсы с определенной периодичностью. Через некоторое время поезд вступает на другой датчик и включается второй генератор, который начинает вырабатывать импульсы другой периодичности. Сдвиг времени между импульсами одного и другого генераторов контролируется сравнивающим устройством (компаратором). В момент времени, когда этот сдвиг оказывается равным заранее определенной величине, компаратор подает команду на закрытие переезда.

Недостатком указанного устройства является сравнительно низкие функциональные возможности, ограниченные требованием равномерности движения поезда перед участком приближения, на котором производится измерение фактической скорости на участке приближения. Невыполнение условий приводит к большим простоям автотранспорта на переезде при замедлении скорости поезда /1/.

Известно также устройство для переездной сигнализации, содержащее на одном конце рельсовой линии источник питания, выход которого через ограничительное сопротивление и дроссель-трансформатор подсоединен к началу рельсовой линии, к релейному концу которой через дроссель-трансформатор подключено приемное реле, управляющее дополнительными реле управления шлагбаумами и сигнализацией. При вступлении поезда на участок приближения выключается приемное реле, соответственно выключаются дополнительные реле и закрывается шлагбаум, включается сигнализация /2/.

Недостатком данного устройства является зависимость времени закрытия ограждающих устройств от скорости поезда на участке приближения, что приводит к большим простоям автотранспорта на переезде и снижает пропускную способность переездов.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Целью изобретения является повышение пропускной способности переездов и обеспечение постоянного времени включения ограждающих устройств во всем диапазоне скоростей поезда.

Основу устройства для переездной сигнализации составляет принцип непрерывного определения скорости и координаты места нахождения поезда на участке приближения и замедления включения ограждающих устройств переезда с целью обеспечения постоянства времени включения ограждающих устройств. Скорость и координату поезда определяют по величине и скорости изменения входного сопротивления рельсовой линии рельсовой цепи участка приближения.

Сущность данного решения заключается в том, в устройство для переездной сигнализации, содержащей источник питания, выход которого через ограничительное сопротивление и дроссель-трансформатор подсоединен к началу рельсовой линии, а к релейному концу через дроссель-трансформатор подключено приемное реле, дополнительно введены измерительный резистор, первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП), блок вычисления скорости с двумя информационными и управляющими входами, к выходу которого подключено включающее реле, а к первому информационному входу подключен выход первого АЦП, вход которого подключен параллельно к измерительному резистору, включенному последовательно с ограничительным сопротивлением, к второму информационному входу блока вычисления скорости подсоединен выход второго АЦП, вход которого подсоединен параллельно к первичной обмотке дроссель-трансформатора питающего конца рельсовой линии, а управляющий вход блока вычисления скорости через тыловой контакт приемного реле подключен к положительному потенциалу.

Применение вновь введенных блоков и их связей дает следующие преимущества по сравнению с известными устройствами для переездной сигнализации.

- Обеспечивается возможность непрерывного определения координаты поезда. Величина входного сопротивления участка рельсовой линии до поезда однозначно зависит от координаты нахождения поезда



где Z_н - сопротивление изоляции;

Z_в, - волновое сопротивление и коэффициент распространения волны вдоль рельсовой линии;

l - длина участка рельсовой линии, зависящей от координаты нахождения поезда.

- Обеспечивается возможность непрерывного определения скорости поезда, посредством вычисления изменения координаты поезда за фиксированное время



где S - изменение координаты (пройденный путь) за время t.

- Обеспечивается постоянство времени включения ограждающих устройств на переезде.

Непрерывная информация о координате и скорости поезда позволяет обеспечить постоянство времени закрытия во всем диапазоне скорости поезда, так как разным скоростям движения поезда будут соответствовать разные координаты (длины) участков пути, с которых передается приказ на закрытие переезда. Большим скоростям соответствуют большие длины, а меньшим скоростям - меньшие длины участков пути, т. е. и S₁>S₂>S₃.

Включение дополнительных блоков в известное устройство с источником питания, ограничительным сопротивлением, дроссель-трансформаторами, путевым и включающим реле, а именно, измерительного резистора, двух аналого-цифровых преобразователей, блока вычисления скорости с внутренним таймером, необходимо и достаточно для достижения поставленной цели.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства переездной сигнализации;

на фиг. 2 изображены кривые зависимости входного сопротивления рельсовой линии от координаты места нахождения поезда;

на фиг. 3 изображены кривые зависимости входного сопротивления, координаты места нахождения поезда от времени при минимальной и максимальной скорости движения поезда по участку приближения.

Устройство для переездной сигнализации содержит источник питания 1, ограничительное сопротивление 2, дроссель-трансформатор 3 и 5, приемное реле 6, включающее реле 7, измерительный резистор 8, первый 9 и второй 10 аналого-цифровые преобразователи (АЦП), блок вычисления скорости с внутренним таймером 11 с первым 12 и вторым 13 информационными и управляющим 14 входами, тыловой контакт 15 приемного реле. Выход источника питания 1 через ограничительное сопротивление 2, измерительное сопротивление 8 и дроссель-трансформатор 3 подсоединен к началу рельсовой линии 4, к релейному концу которой через дроссель-трансформатор 5 подключено приемное реле 6, к выходу блока вычисления скорости с внутренним таймером 11 с первым 12 и вторым 13 информационными и управляющим 14 входами подключено включающее реле 7, а к первому информационному входу 12 подключен выход первого АЦП 9, вход которого подключен параллельно к измерительному резистору 8, включенному последовательно с ограничительным сопротивлением 2, второй информационный вход 13 блока вычисления скорости 11 подсоединен выход второго АЦП 10, вход которого подключен параллельно к первичной обмотке дроссель-трансформатора 3 питающего конца рельсовой линии, а управляющий вход 14 блока вычисления скорости через тыловой контакт 15 приемного реле 6 подключен к положительному потенциалу.

Техническая реализация введенных блоков и элементов не составляет затруднений. Так, в качестве блока вычисления скорости можно использовать широко применяемые микроЭВМ с встроенным таймером и аналого-цифровыми преобразователями с внешним запуском и оптоэлектронной гальванической развязкой.

Устройство для переездной сигнализации работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии поезда на участке приближения приемное реле 6 и включающее реле 7 включены, и ограждающие устройства переезда выключены (работает алгоритм существующих систем переездной сигнализации).

При вступлении поезда на участок приближения выключается приемное реле 6, но включающее реле 7 не выключается. Через тыловой контакт приемного реле включается блок вычисления скорости и производит измерение величин U₁^(t1) и U₂^(t2) в момент времени t₁, а затем вычисляет входное сопротивление

Z_вх=U₁R_из/U₂,

где R_из - const.

В память блока вычисления скорости априорно записана зависимость входного сопротивления от координаты шунта Z_вхf(x_ш) согласно фиг. 2. По этой зависимости определяется координата нахождения поезда в момент времени t₁. Одновременно запускается внутренний таймер блока вычисления скорости и по истечении времени t снова вычисляется Z_вх2 по U₁ ^(t2) и U₂ ^(t2) , и зная вычисляется скорость

Вычисленные значения ₁ и S₁ позволяют вычислить время, за которое поезд достигнет переезда, и определить время (координату) закрытия переезда, по истечении которой выключится включающее реле 7 и включаются ограждающие устройства переезда. Если скорость большая, то и координата, с которой включаются ограждающие устройства большая, и наоборот, то есть обеспечивается соответствие



где t - время, необходимое автотранспорту для освобождения переезда.

Данное соответствие позволяет достичь постоянство времени закрытия переезда для автотранспорта. Измерение U₁, U₂, t производится непрерывно, и непрерывно определяется координата, скорость поезда и непрерывно корректируется время закрытия ограждающих устройств.

Если скорость поезда максимальна и постоянна, то задержки по выключению реле 7 нет, и переезд закрывается немедленно, после вступления поезда на участок приближения. Если скорость уменьшается, то непрерывно корректируется время задержки, если скорость возрастает, то закрытие производится также с момента вступления поезда на участок приближения.

Изменение сопротивления изоляции сказывается на точности определения координаты поезда, но ошибка незначительна, и при длине участка приближения 1.5 км составляет не больше 40 м.

Применение предлагаемого устройства для переездной сигнализации обеспечивает, по сравнению с существующими следующие технико-экономические преимущества:

- повышается безопасность движения поездов вследствие обеспечения минимального времени простоя автотранспорта перед закрытым переездом, что существенно снижает вероятность проезда ограждающих устройств;

- повышается доверие водителей автотранспорта к устройствам ограждения переездов и, соответственно, повышается их дисциплинированность;

- экономится электроэнергия вследствие короткого времени закрытого состояния переездных заграждающе-оповестительных устройств;

- появляется возможность существенно увеличить количество необслуживаемых переездов и высвобождение штата обслуживающего персонала.

Источники информации

1. Котляренко Н.Ф. Путевая блокировка и авторегулировка. М., Транспорт, 1983, с. 381-382.

2. Савушкин А.К., Жуков В.И. Перегонные устройства железнодорожной автоматики и телемеханики. М., Транспорт, 1984, с. 271-276.