способ контроля свободности путевых участков

Формула изобретения

Способ контроля свободного состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце контролируют изменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение путевого участка, отличающийся тем, что при комплексных входных сопротивлениях концов рельсовой линии с емкостной составляющей фиксируют опорное напряжение в четырех ситуациях: при занятии предыдущего путевого участка, при достижении максимального значения текущего напряжения и приближении поезда к путевому участку, при удалении поезда и достижении максимального значения текущего напряжения, при фиксации занятия путевого участка в условиях интенсивного снижения сопротивления изоляции, при этом в качестве опорных напряжений принимают соответственно текущее напряжение, увеличенное на коэффициент всплеска, равный 1,1-1,5, максимальное значение текущего напряжения при занятом предыдущем участке, максимальное значение текущего напряжения при занятом последующем участке, предыдущее значение опорного напряжения, уменьшенное на коэффициент снижения напряжения, равный 0,3-0,5, затем опорное напряжение умножают на коэффициент занятия, приближающийся к 0,3, и коэффициент освобождения, приближающийся к 0,4, для нахождения пороговых напряжений соответственно занятия и освобождения, с найденными пороговыми напряжениями сравнивают текущее напряжение и, если оно оказывается ниже порогового напряжения занятия, то фиксируют занятие путевого участка, а если - выше порогового напряжения освобождения, то фиксируют освобождение путевого участка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике для регулирования движения поездов.

Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что значение текущего напряжения на приемнике сравнивают с пороговыми значениями. Превышение текущего напряжения над пороговым фиксируют как свободность путевого участка, в противном случае - занятость [1].

Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния путевых участков.

Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что определяют количество свободных путевых участков на перегоне и сумму значений напряжений на этих же участках, а затем находят среднее арифметическое значение напряжения. Текущее значение напряжения каждого из участков сравнивают со средним арифметическим значением. При существенном отличии текущего значения от среднего арифметического фиксируют занятость путевого участка, в противном случае - свободность [2].

Недостатком этого способа является то, что при наличии значительной продольной асимметрии возможен ложный контроль состояния путевых участков.

Известен также способ контроля свободного состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце контролируютизменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение путевого участка [3].

Недостатком этого способа является то, что при интенсивном выпадении осадков может быть зафиксирована ложная занятость.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности контроля состояния путевых участков.

Входные сопротивления по концам рельсовых линий предусматриваются комплексными с емкостной составляющей, при этом изменение текущего напряжения имеет следующий характер. Приближение поезда к РЛ приводит сначала к повышению напряжения на приемнике, а затем к резкому снижению. При интенсивном выпадении осадков и движении поезда по смежной рельсовой линии упомянутого повышения напряжения (всплеска напряжения) не происходит. Этот факт положен в основу предлагаемого способа. Для пояснения работы РЦ введем понятие опорного напряжения (ОН) - напряжения на входе приемника свободной рельсовой линии. Для контроля за характером изменения напряжения на входе приемника предусматриваются четыре счетчика (С1, С2, С3, С4) и фиксатор окончания работы алгоритма слежения (Ф). Счетчик С1 контролирует нарастание текущего напряжения при подходе поезда к путевому участку (линия ВС фиг.1 и 2), счетчик С2 - снижение напряжения при занятии участка (линия CDE), счетчик С3 - нарастание напряжения при освобождении участка (линия FG), счетчик С4 - снижение напряжения при удалении поезда (GH). Для фиксации изменения напряжения каждый из счетчиков должен сделать заданное количество шагов, которое определяется условиями работы рельсовых цепей и шагом квантования по уровню. В точках Е и F фиксируется соответственно занятие и освобождение. Предложенная технология контроля изменения напряжения на входе приемника позволяют фиксировать опорное напряжение (линия О, А1, С, B1, G, H1 на фиг. 1; линия О, А2, A1, D2, D1, Н2, H1 на фиг. 2; линия О, А2, A1, L1, L на фиг. 3) даже в ситуации, когда движение поезда сопровождается интенсивным выпадением осадков. Сравнивая текущее напряжение на входе приемника (линия ABCDEFGHK) с пороговыми напряжениями (линия Z - занятие, линия О - освобождение), которые являются функциями опорного, можно контролировать состояние рельсовой линии.

На фиг.1, 2 и 3 приведены графики изменения напряжения на входе приемника соответственно при неизменном состоянии балласта, слабом и интенсивном намокании балласта. По вертикальной оси на фиг. 1, 2 и 3 откладывается напряжение на входе приемника пятого путевого участка в процентах от перегрузки (100 соответствует допустимой перегрузке), а по горизонтальной - координата поездного шунта S на путевых участках 9П, 7П, 5П, 3П и 1П. При приближении шунта к пятой РЛ (линии ВС на фиг.1 и 2), текущее напряжение возрастает. Затем оно резко снижается (линии CD и DE там же), а после освобождения рельсовой линии - сначала резко растет (линии FG там же), а затем падает (линии GH там же). Такое изменение текущего напряжения позволяет зафиксировать опорное напряжение, а по нему оценивать состояние путевого участка. На фиг.3 нет всплеска напряжения перед вступлением поезда на участок 5П из-за интенсивного выпадения осадков, а при уходе - из-за низкого сопротивления изоляции (в выбранном масштабе всплеска просто не видно). Приведенные кривые были рассчитаны на ЭВМ и проверены экспериментально.

Опорное напряжение определяют следующим образом:

- при вступлении поезда (фиг.1) на смежную рельсовую линию (7П), опорным напряжением рассматриваемого участка (5П) берут текущее напряжение этого участка (U5), умноженное на коэффициент всплеска Kv (Kv=1,1-1,5). Следует отметить, что ОН обновляется только при свободном состоянии рассматриваемого участка (5П) и таком удалении шунта от рассматриваемого участка, где его влияние на текущее напряжение не существенно (менее 3%). Коэффициент всплеска показывает во сколько раз напряжение в точке С больше напряжения в точке D. И Другими словами, за ОН берут напряжение всплеска (точка С). Во-вторых, при приближении поезда к рассматриваемому участку (5П), за опорное напряжение принимают максимальное значение текущего напряжения этого участка (точка С);

- при уходе поезда с рассматриваемого участка (5П), за опорное напряжение принимают максимальное значение текущего напряжения этого участка (точка G).

На фиг.2 наблюдаются те же три случая, но при снижении сопротивлении изоляции. На фиг.3, в отличие от фиг.1 и 2, всплесков напряжения нет, они незначительны. Обновление ОН происходит в двух случаях. Первый случай совпадает с одним из вышеперечисленных, т.е. при занятии предшествующего участка (7П). Второй случай примечателен тем, что ОН обновляют в момент фиксации занятия рассматриваемого участка (5П) и принимают значение прежнего опорного напряжения помноженного на коэффициент снижения напряжения Ks. Коэффициент снижения напряжения указывает во сколько раз новое ОН меньше, чем старое (Ks=0,5-0,3).

Опорное напряжение служит основой для определения пороговых напряжений занятия и освобождения. Пороговое напряжение занятия определяют как произведение опорного напряжения на коэффициент занятия (около 0,3). Пороговое напряжение освобождения определяют как произведение опорного напряжения на коэффициент освобождения (около 0,4).

При понижении текущего напряжения ниже порогового напряжения занятия фиксируют занятие участка. При повышении текущего напряжения выше порогового напряжения освобождения фиксируют освобождение участка.

Анализ работы РЦ на ЭВМ показал, что предлагаемый способ позволит контролировать состояние путевых участков даже при снижении сопротивления изоляции ниже 0,04 Ом·км, что значительно повышает безопасность движения поездов.

Источники информации

1. Котляренко Н.Ф. Путевая блокировка и авторегулиовка. - М.: Транспорт, 1983.

2. Патент РФ № 2051055, МПК B 61 L 23/16, Способ контроля свободности путевых участков и устройств для его осуществления. Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., Мазалова И.А., Кравцева И.Л., бюл.№ 36, 1995.

3. Патент РФ № 2025358, МПК B 61 L 23/16, Способ контроля свободных путевых участков и устройство для его осуществления. Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., бюл.№ 24, 1994 г.