регистратор параметров движения поезда

Формула изобретения

Регистратор параметров движения поезда, содержащий установленный в головном вагоне поезда и снабженный индикатором и пультом управления блок приема и обработки информации, а также связанные с ним датчик пути и скорости, датчик давления, отличающийся тем, что в блок приема и обработки информации введены первый контроллер, съемный блок хранения информации, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки сопряжения, при этом первый контроллер через первый блок сопряжения соединен с индикатором и пультом управления, через второй блок сопряжения - с датчиком пути и скорости и датчиком давления, через третий блок сопряжения - со съемным блоком хранения информации и через четвертый блок сопряжения - с блоком центрального процессора системы автоведения, при этом другие входы второго блока сопряжения являются входами для подключения блока цепей управления электропоезда и блока автоматической локомотивной сигнализации, в каждый из моторных вагонов поезда введен высоковольтный измерительный блок, состоящий из высоковольтных датчиков напряжения и тока, которые через блок высоковольтной гальванической развязки подключены к вычислителю, в каждый из моторных и прицепных вагонов поезда введен блок приема и передачи информации, состоящий из блока управления, второго контроллера, блока памяти, датчика температуры, датчиков состояния электрических цепей вагона, шестого и седьмого блоков сопряжения, при этом второй контроллер через последовательно включенные шестой блок сопряжения, канал связи и пятый блок сопряжения соединен с первым контроллером, а через седьмой блок сопряжения подключен к датчику температуры, датчикам состояния электрических цепей вагона и блоку управления, дополнительно в каждый из моторных вагонов поезда введен восьмой блок сопряжения, через который второй контроллер соединен с выходом вычислителя соответствующего высоковольтного измерительного блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для регистрации параметров движения поезда и автоведения.

Известно устройство для регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, подключенный к блокам определения скорости и пройденного пути, связанные с регистратором, с которым связан выходом блок определения текущего времени, вход которого подключен к датчику времени, к которому подключен второй вход блока определения скорости, а также связанный с регистратором датчик давления (см. Г.В. Джавакян “Локомотивные скоростемеры”. М.: Транспорт, 1984, с.26-36).

В этом устройстве информация, поступающая от датчиков параметров движения, регистрируется на скоростемерную ленту только во время движения поезда. Запись состояния датчиков при нулевой скорости в известном устройстве не производится.

Наиболее близким является устройство для регистрации параметров движения поезда, содержащее датчик пути и скорости, датчик меток времени, датчик давления в тормозной магистрали, выход датчика пути и скорости подключен к входам блока определения пройденного пути и блока определения скорости, второй вход блока определения скорости соединен с выходом датчика меток времени, входом блока определения текущего времени и входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходами элемента задания режима ручного управления и порогового элемента, выход элемента И соединен с входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока определения пройденного пути, а выход - с входом управления регистратора. Информационные входы регистратора соединены с выходами датчика давления в тормозной магистрали, блока определения текущего времени и блока определения скорости. Выход блока определения скорости связан также с входом порогового элемента (см. RU 2041100, B 61 L 25/02, 1995).

Известное устройство позволяет машинисту иметь оперативные сведения о параметрах движения поезда, о состоянии его тормозной системы на стоянке и при движении.

К недостаткам известного устройства следует отнести невозможность обеспечения автоматизированного процесса съема информации о всем маршруте поезда, включая информацию о техническом состоянии подвижного состава.

Технический результат заключается в регистрации всех параметров движения поезда и автоведения, включая информацию о величине скорости движения, пройденном пути, о режимах управления, о техническом состоянии подвижного состава, обеспечивая при этом автоматизированный процесс съема информации о всем маршруте поезда и формировании электронных отчетных форм.

Технический результат достигается тем, что в регистраторе параметров движения поезда, содержащем установленный в головном вагоне поезда и снабженный индикатором и пультом управления блок приема и обработки информации, а также связанные с ним датчик пути и скорости, датчик давления, в блок приема и обработки информации введены первый контроллер, съемный блок хранения информации, первый, второй, третий, четвертый и пятый блоки сопряжения, при этом первый контроллер через первый блок сопряжения соединен с индикатором и пультом управления, через второй блок сопряжения - с датчиком пути и скорости и датчиком давления, через третий блок сопряжения - со съемным блоком хранения информации и через четвертый блок сопряжения - с блоком центрального процессора системы автоведения, при этом другие входы второго блока сопряжения являются входами для подключения блока цепей управления электропоезда и блока автоматической локомотивной сигнализации, в каждый из моторных вагонов поезда введен высоковольтный измерительный блок, состоящий из высоковольтных датчиков напряжения и тока, которые через блок высоковольтной гальванической развязки подключены к вычислителю, в каждый из моторных и прицепных вагонов поезда введен блок приема и передачи информации, состоящий из блока управления, второго контроллера, блока памяти, датчика температуры, датчиков состояния электрических цепей вагона, шестого и седьмого блоков сопряжения, при этом второй контроллер через последовательно включенные шестой блок сопряжения, канал связи и пятый блок сопряжения соединен с первым контроллером, а через седьмой блок сопряжения подключен к датчику температуры, датчикам состояния электрических цепей вагона и блоку управления, дополнительно в каждый из моторных вагонов поезда введен восьмой блок сопряжения, через который второй контроллер соединен с выходом вычислителя соответствующего высоковольтного измерительного блока.

На фиг.1 представлена структурная схема регистратора параметров движения поезда. На фиг.2 представлена информация, полученная из съемного блока 11 хранения информации после расшифровки в графическом виде.

Регистратор параметров движения поезда содержит установленный в головном вагоне поезда блок 1 приема и обработки информации, в состав которого входит первый контроллер 2, к которому подключены выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого блоков 3, 8, 12, 13, 15 сопряжения соответственно.

Пульт 5 управления связан с входом первого блока 3 сопряжения, выход которого соединен с индикатором 4. Ко второму блоку 8 сопряжения подключены датчик 6 пути и скорости, датчик 7 давления, блок 9 цепей управления электропоезда, блок 10 автоматической локомотивной сигнализации. Третий блок 12 сопряжения подключен к съемному блоку 11 хранения информации. Четвертый блок 13 сопряжения связан с выходом блока 14 центрального процессора системы автоведения. Выход пятого блока 15 сопряжения соединен с шестыми блоками 17 сопряжения, которые устанавливаются в каждом вагоне электропоезда, через канал 18 связи.

В каждом моторном и прицепном вагонах поезда установлен блок 16 приема и передачи информации, в который входят второй контроллер 19, связанный с шестым, седьмым и восьмым блоками 17, 21, 30 сопряжения соответственно, а также с блоком 20 памяти. К входам седьмого блока 21 сопряжения подключены датчик 22 температуры, датчики 23 состояния электрических цепей соответствующего вагона электропоезда, а к его выходу подключен блок 24 управления.

В каждом моторном вагоне поезда установлен высоковольтный измерительный блок 25, в который входят высоковольтные датчики 26 и 27 напряжения и тока соответственно, блок 28 гальванической развязки, подключенный к вычислителю 29, выход которого связан с восьмым блоком 30 сопряжения.

Первый контроллер 2 головного вагона выполнен на двух микропроцессорах, один из которых обрабатывает сигнал датчика 6 пути и скорости и датчика 7 давления, поступающих с выхода второго блока 8 сопряжения, и управляет работой блока 4 индикации. Второй микропроцессор обеспечивает работу блока 15 сопряжения, который управляет высокочастотным каналом 18 связи, а также обрабатывает дискретные сигналы автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН), поступающие с блока 10 автоматической локомотивной сигнализации, и сигналы из блока 9 цепей управления.

Блок 4 индикации может быть выполнен на базе двух четырехразрядных светодиодных матриц семисегментных индикаторов. Динамическая индикация обеспечивается с помощью микропроцессора, соединенного через блок 3 сопряжения. Ручной ввод информации и управление режимом индикации осуществляется с помощью кнопок управления, принадлежащих пульту 5 управления. Сигналы с кнопок обрабатываются микропроцессором первого контроллера 2.

Дискретные сигналы от датчика 6 пути и скорости и датчика 7 давления типа ДДХ (ТНКШ. 4062333.006 ТУ) или аналогичного поступают через блок 8 сопряжения, выполненный на основе оптронов, на контроллер 2. Блок 15 сопряжения может быть выполнен на основе специализированной микросхемы FSK, например NJM2211M, и обеспечивает аппаратную поддержку высокочастотного канала связи между блоками приема и передачи информации с использованием двухчастотного протокола обмена с несущими частотами 90 кГц - логический 0 и 110 кГц - логическая 1, расположенными в различных вагонах, по каналу 18 связи.

Организация связи первого контроллера 2 с блоком 14 центрального процессора системы автоведения осуществляется через блок 13 сопряжения, в котором использован стандартный интерфейс RS-232. Блок 12 сопряжения, выполненный на основе операционного усилителя, например LMV331MS со схемой транзисторного ключа на его входе, обеспечивает обмен по цепям питания блока 11 накопления информации, выполненного в виде съемного картриджа.

Блок 17 сопряжения выполнен аналогично блоку 15, обеспечивает аппаратную поддержку высокочастотного канала связи с блоком 1 приема и обработки информации, расположенным в головном вагоне. Второй контроллер 19 выполнен на основе микропроцессора. Сигналы с блока 20, выполненного на основе ППЗУ, блока 22, выполненного на основе полупроводникового датчика температуры и АЦП, блока 23, представляющего собой контакты цепей управления, блока 24 управления, выполненного на основе транзисторных ключей, поступают через блок 21 сопряжения, выполненный на основе оптронов, на второй контроллер 19.

Высоковольтный датчик 26 напряжения выполнен на основе высоковольтного резистивного делителя напряжения и АЦП, обеспечивающий измерение напряжения в контактной сети, датчик 27 тока, обеспечивающий измерение тока потребления, выполнен на основе измерительного шунта, например 150ШС750, и АЦП, блок 28 гальванической развязки выполнен на основе трансформатора, вычислитель 29 выполнен на основе микропроцессорного модуля и ППЗУ.

Регистратор параметров движения поезда работает следующим образом.

В головном вагоне электропоезда устанавливается блок приема и обработки информации 1, обеспечивающий синхронизацию работы блоков 16 приема и передачи информации, устанавливаемых в моторных и прицепных вагонах электропоезда, причем в моторных вагонах блок 16 связан с высоковольтным измерительным блоком 25.

При подключении блока 11 хранения информации через третий блок 12 сопряжения к первому контроллеру 2 последний инициализирует процесс обмена информацией со вторыми контроллерами 19 моторных вагонов с заданной частотой через блок сопряжения 15, канал 18 связи и блок 17 сопряжения. В блоке 20 памяти каждого моторного или прицепного вагона записан идентификационный код вагона.

Информация о величине напряжения контактной сети и токе потребления поступает в вычислитель 29 от высоковольтного датчика 26 напряжения и датчика 27 тока через блок 28 гальванической развязки. Вычислитель 29 осуществляет операцию вычисления значения потребленной электроэнергии Е по следующему выражению: E=UiIit, где Ui - мгновенной значение напряжения контактной сети, Ii - мгновенное значение тока потребления, t - заданный интервал времени, например 1 мс. В вычислителе 29 происходит накопление информации о величине потребленной электроэнергии.

В каждом такте обмена информации происходит передача информации о величине тока, напряжения контактной сети, потребленной электроэнергии, а также идентификационный код вагона через блок 30 сопряжения во второй контроллер 19 моторного вагона. Кроме того, во второй контроллер 19 моторного или прицепного вагона через блок 21 сопряжения поступает информация от датчика 22 температуры в салоне вагона и от датчиков 23 состояния электрических цепей вагона. По каналу связи 18 через блоки 15 и 17 сопряжения, вторые контроллеры 19 моторных вагонов передают информацию в первый контроллер 2 головного вагона для записи через блок 12 сопряжения в блок 11 хранения информации.

Второй контроллер 19 вагона (моторного или прицепного) через блок 21 сопряжения в соответствии с алгоритмом, записанным в блоке 20 памяти, осуществляет управление вспомогательными агрегатами моторного или прицепного вагона с помощью блока 24 управления.

В прицепном вагоне отсутствует высоковольтный измерительный блок 25.

Первый контроллер 2 головного вагона через блок 12 сопряжения осуществляет запись информации, поступающей по каналу связи 18 через соответствующие блоки 15 и 17 сопряжения от вторых контроллеров 19 (моторных и прицепных вагонов), а также информации, поступающей через блок 8 сопряжения в блок 11 хранения информации.

После расшифровки информации, полученной из съемного блока 11 хранения информации, она может быть представлена в графическом виде, как это показано на фиг.2, где отображены зарегистрированные параметры движения поезда и автоведения, включая информацию о величине скорости движения, пройденном пути, о режимах управления (для выбранного участка пути). В частности, на графике отображены: величина напряжения контактной сети в процессе движения поезда, величина потребляемого тока (для каждого моторного вагона) при изменяемых режимах движения поезда, величина скорости движения поезда, сигналы автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН), поступающие с блока 10 автоматической локомотивной сигнализации в процессе движения поезда, а также другие параметры и информация.