система автоматической локомотивной сигнализации

Формула изобретения

Система автоматической локомотивной сигнализации, содержащая установленные на локомотиве датчик пути и скорости, соединенный через блок определения скорости с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока управления тормозными и тяговыми средствами подвижной единицы, блок индикации, подключенный к выходу блока сравнения и выходу дешифратора, второй выход которого подключен ко второму входу блока управления тормозными и тяговыми средствами подвижной единицы, а вход дешифратора соединен с выходом приемного устройства, и установленные на станции путевые светофоры, путевые блоки кодирования, постовой поездной блок кодирования, табло и блоки электрической централизации, отличающаяся тем, что на станции дополнительно установлены согласующие трансформаторы, первичная обмотка каждого из которых подключена через последовательно соединенные фронтовые контакты трансмиттерного и маневрового кодововключающего реле к источнику переменного тока, а через выпрямитель - к обмотке вспомогательного реле, фронтовые контакты которого включены в цепи двух вторичных обмоток согласующего трансформатора, подключенных соответственно к первому и второму рельсам рельсового пути, причем вывод начала первой вторичной обмотки соединен с рельсом в точке, соответствующей середине рельсового пути, а конец первой вторичной обмотки подключен к рельсу в точках, отстоящих на расстоянии тормозного пути до путевых светофоров, вывод конца второй вторичной обмотки соединен с рельсом в точке, соответствующей середине рельсового пути, а вывод начала второй вторичной обмотки подключен к рельсу в точках, отстоящих на расстоянии тормозного пути до путевых светофоров, при этом постовой маневровый блок кодирования соединен со всеми бесстрелочными участками пути, с постовым поездным блоком кодирования и с блоком контроля направления движения, который соединен с блоком приемника радиокода, блоками электрической централизации и постовым поездным блоком кодирования, а блоки электрической централизации соединены с постовым маневровым блоком кодирования, на локомотиве дополнительно установлены датчик тока, блок определения массы подвижной единицы, блок вычисления программной допустимой скорости, при этом датчик тока включен в силовую цепь двигателя, а его выход через блок определения массы подвижной единицы соединен с блоком вычисления программной допустимой скорости, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики.

Известны системы автоматической локомотивной сигнализации, работа которых основана на использовании цифрового кодирования информации в системе радиосвязи локомотивных устройств со стационарными, а для определения мест размещения подвижных единиц используются как рельсовые цепи, так и локальные (точечные) каналы и система спутниковой навигации (см. Зорин В.И., Шухина Е.Е. Система обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава. Журнал «Автоматика, связь, информатика», №4, 2000 г., с.38-43).

В известных устройствах переключение локомотивных устройств АЛС в разные режимы выполняет машинист, что при отсутствии объективного контроля таких действий машиниста не исключает столкновений подвижного состава и по сравнению с вариантом автоконтроля процессов переключения режимов снижает безопасность движения. К тому же эти устройства предполагают использование относительно сложной аппаратуры как локомотивных, так и стационарных устройств автоматики, что удорожает систему и исключает форсированное повсеместное введение таких устройств по всей сети железных дорог России.

Поскольку не все локомотивы и не все станции оборудованы устройствами САУТ, то возникает опасность въезда поезда на станцию под запрещающее сигнальное показание входного светофора, а при маневровых работах возможность несанкционированного проследования закрытого маневрового светофора.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система, содержащая стационарные (путевые) и локомотивные устройства автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН) (см. Вахнин М.И., Ильенков В.И., Котляренко Н.Ф., Шишляков А.В. Путевая блокировка и авторегулировка. М.: Транспорт, 1966 г., с.292-321).

Недостатком данной системы является отсутствие в ней элементов переключения путевых и локомотивных устройств АЛС с режима, позволяющего после остановки проследовать закрытый путевой светофор на перегоне с пониженной скоростью (перегонный режим работы АЛС при приеме кода «КЖ» с его последующим выключением) в станционный режим работы АЛС, абсолютно исключающий передвижение подвижного состава по тем станционным участкам пути, которые ограждаются закрытыми путевыми светофорами (входными, маршрутными, выходными в поездных передвижениях или маневровыми в маневровых передвижениях).

Поскольку известная система не имеет устройств, обеспечивающих получение на маневровом локомотиве объективной информации о тормозном пути маневрирующего состава, то он не сможет быть эффективно использован для обеспечения требуемой безопасности движения в маневровых передвижениях одиночных локомотивов и составов различной длины и массы, а также для контроля и формирования оптимальной скорости их движения с учетом массы состава.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение безопасности движения и расширение функциональных возможностей благодаря эффективному использованию в типовой системе АЛСН числового кодирования информации, не только в поездных, но и в маневровых передвижениях путем введения рельсопроводных линий связи с путевыми блоками подключения этих линий к рельсам и к постовому блоку кодирования, а также путем введения на локомотиве ряда новых блоков (датчика тока для определения по его показаниям массы состава, вычисления допустимой по условиям безопасности движения программной скорости и др.).

Существенными отличиями изобретения являются введение в путевую аппаратуру рельсопроводных линий связи, провода которых (жилы кабеля) подключаются к рельсам в расчетных точках пути и соединены через согласующие трансформаторы маневровых путевых блоков с рельсами пути и с постовым блоком кодирования для маневровых передвижений, введение на посту упомянутого блока кодирования и блока контроля направления со встроенным в него таймером, имеющего связь с блоком кодирования, а также введение в локомотивную аппаратуру АЛСН датчика тока, блока определения массы маневрирующего состава или локомотива, блока вычисления программной допустимой скорости движения состава, а также наличие соответствующих связей между новыми введенными блоками и существующими в типовой системе АЛСН.

Только эти отличия предотвращают столкновения подвижного состава на станциях и позволяют относительно простыми техническими средствами получить на маневровом локомотиве информацию о массе ведомого им состава и на тормозном расстоянии до закрытого путевого светофора останавливать его, обеспечивать при этом своевременное торможение и исключение несанкционированного проезда за путевой светофор.

При проведении патентных исследований заявляемого объекта с известными сходных и эквивалентных признаков не обнаружено. Следовательно предложение соответствует критерию «существенные отличия», а также обладает новизной.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где изображено:

1, 2 и 3 - рельсовые участки соответственно первого, второго и третьего станционного приемо-отправочного пути, ограниченных изолирующими стыками «И»;

4, 5 и 6 - маневровые путевые блоки подключения соответствующих рельсовых участков путей 1, 2 и 3 (поскольку все три блока аналогичны, то принципиальная схема представлена только для одного блока 6) к постовому маневровому блоку кодирования 31;

6.1 - путевой согласующий трансформатор, имеющий первичную 6.1.1 и две вторичные 6.1.2, 6.1.3 обмотки;

6.2 - выпрямитель;

6.3 - вспомогательное реле подключения вторичных обмоток путевого согласующего трансформатора 6.1 к рельсам пути 3 для образования рельсопроводных линий связи путевых устройств маневровой АЛС с локомотивными приемными устройствами сигналов числового кода;

6.3.1 и 6.3.2 - фронтовые контакты вспомогательного реле 6.3;

7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 - станционные путевые светофоры (входной, маневровый, выходной с маневровым сигналом);

15 - бесстрелочный участок пути в горловине станции;

16 - маневровый путевой блок подключения рельсов бесстрелочного участка пути нечетной горловины станции к постовому маневровому блоку кодирования (аналогичный блок для четной горловины не показан);

17 и 18 - стрелочные участки пути соответственно в нечетной и четной горловинах станции;

19, 20, 21, 22, 23 и 24 - защитные участки пути перед соответствующими выходными светофорами 9, 10, 11, 12, 13 и 14 (каждый защитный участок имеет расчетную длину, равную тормозному пути маневрового состава со скорости 20 км/ч);

25, 26, 27, 28, 29 и 30 - путевые блоки кодирования типовой системы АЛСН;

31 - постовой маневровый блок кодирования (показаны только фронтовой контакт 31.1 трансмиттерного реле и фронтовой контакт 31.2 маневрового кодововключающего реле);

32 - постовой поездной блок кодирования типовой системы АЛСН;

33 - блок контроля направления движения, совмещенный с таймером дозировки времени посылки кодового сигналов в рельсы путей 1, 2, 3;

34 - блоки электрической централизации;

35 - блок постового приемника радиокода, поступающего от маневровой бригады;

36 - датчик пути и скорости;

37 - скоростемер;

38 - блок схемы сравнения фактической и программной скоростей;

39 - блоки управления тормозными и тяговыми средствами подвижной единицы;

40 - электропневматический клапан;

41 - тормозные средства подвижной единицы;

42 - блок индикации;

43 - локомотивные приемные устройства сигналов числового кода (приемные катушки, усилитель, фильтр);

44 - дешифратор числового кода, например ДКСВ;

45 - блок вычисления программной (допустимой) скорости;

46 - блок определения массы подвижной единицы;

47 - блок датчика тока;

48 - локомотивный двигатель;

49 - контроллер;

50 - машинист;

51 - локомотивная радиостанция с блоком радиокода;

52 - составитель;

53 - мобильная радиостанция составителя с блоком радиокода;

И - изолирующие стыки;

ПХ - прямой полюс (фазовый) переменного тока;

OX - обратный (нулевой) полюс переменного тока.

Система работает следующим образом.

В тракте передачи по рельсам с пути на локомотив сигналов числового кода (кодов «З», «Ж», «КЖ») используются как типовые кодированные цепи, так и рельсопроводные линии связи (РПЛС). РПЛС обеспечивают индуктивный съем сигналов с рельсов теми же локомотивными приемными катушками, которые используются в типовой системе АЛСН и включены для тягового тока встречно, а для сигнального тока АЛС согласно. РПЛС позволяют снимать с рельсов пути сигнал и в том случае, когда при маневрах состав перемещается вагонами вперед или же локомотивом вперед, но при этом на пути в конце трассы движения находятся вагоны. Для исключения несанкционированного проследования маневрового состава за закрытый путевой сигнал в РПЛС жилы кабеля подключены к рельсам на тормозном расстоянии от места установки светофора (см. расстояния, отмеченные цифрами 21 и 24 для приемо-отправочного пути 3, которые рассчитываются по условиям тормозного пути S_m со скорости 20 км/ч для расчетной весовой категории состава). В трансформаторе 6.1 блока 6 начало путевых обмоток трансформатора отмечены на чертеже точками. Из этого чертежа видно, что сигналы из РПЛС локомотив не будет получать на защитных участках пути в пределах тормозных путей S_m (для пути 3 на участках 21 и 24, для пути 2 на участках 20 и 23, для пути 1 на участках 19 и 22).

Нормально провода РПЛС от рельсов отключены контактами 6.3.1 и 6.3.2 медленнодействующего реле 6.3, которое возбуждается лишь при задании маневрового маршрута и при занятости пути 3 (полная схема блока 31 кодирования маневровых маршрутов не показана).

Рассмотрим работу системы в маневровом перемещении вагонов в нечетной горловине станции с пути 3 на путь 1, когда полурейс вытягивания производится на бесстрелочный участок 15 по лунно-белому огню светофора 11 за светофор 8, а затем производится полурейс осаживания этого вагона на путь 1 по разрешающему огню маневрового светофора 8.

После воздействия ДСП (при диспетчерской централизации ДНЦ) на посту ЭЦ срабатывают соответствующие реле наборной и исполнительной схем. Если задавался маневровый маршрут, то блок 34 обеспечивает включение на светофоре 11 лунно-белого сигнального огня и включение имеющихся в блоке 31 маневрового кодововключающего реле (замыкается при этом контакт 31.2 этого реле) и трансмиттерного реле. Последнее через тыловой контакт путевого реле ЗП (реле не показаны) начинает работать в режиме кодового сигнала «Ж» (см. контакт 31.1 блока 31). На локомотиве возбуждаются в блоке 44 реле КЖ и Ж. Если стрелочные секции кодируются, то в их рельсы по трассе маршрута поступают коды «КЖ», если не кодируются, то после выезда локомотива за светофор 11 на локомотивном светофоре зажигается белый огонь (реле Ж самоблокируется). При вступлении маневрового локомотива на бесстрелочный участок пути 15 аналогично начинает работать в блоке 31 трансмиттерное реле (не показано) этого участка в режиме кода «КЖ». С возбуждением замыкающего реле секции 17 на локомотиве прием кода «КЖ» в конце реализации маршрута (по завершению полурейса вытягивания вагона на участок 15) прекращается, реле КЖ блока 44 отпускает якорь, происходит принудительное торможение, если машинист сам не остановил состав в нужном месте, поскольку в скоростемере данного изобретения оборвана цепь контроля скорости V_k, и, кроме того, имеющееся в блоке 34 замыкающее реле воздействует на блок 31, и в рельсы участка 15 прекращается посылка кода «КЖ».

Полурейс осаживания вагона сможет выполняться лишь после открытия светофора 8 и возобновления кодирования участка 15. В конце полурейса осаживания локомотив может оказаться в любой точке пути 1 в зависимости от вида текущего и последующего маневров, свободности пути 1 или его занятости и степени заполнения ранее находящихся на нем вагонами, а также от других обстоятельств, учитываемых маневровой бригадой (составителем, машинистом) и ДСП или оператором при организации очередного рейса. Например, возможно дальнейшее продвижение осаженного на свободный путь 1 вагона в четную горловину за светофор 12, или же сцепление осаживаемого вагона с ранее находящимся на пути 1 составом, последующей отцепкой части вагонов состава и вытягиванием их в нечетную горловину за светофор 9 на участок 15 либо в грузовой двор или другие пункты приема упомянутых вагонов, которые не показаны. Поэтому в целях исключения несанкционированных выездов подвижной единицы на стрелки и для решения задач безопасности движения в любой ситуации с учетом интенсификации маневровой работы и охраны труда составителя последовательность выполнения маневровых операций контролирует ДСП, для чего введен постовой приемник 35 радиокода, принимающий закодированный радиосигнал от составительской бригады через их мобильную 53 или локомотивную 51 радиостанцию.

По речевому каналу маневровой радиосвязи ДСП при необходимости делает запрос о готовности маневровой бригады к дальнейшему перемещению состава. Как правило, такую готовность маневровая бригада, не дожидаясь упомянутого запроса, подтверждает посылкой радиокода, фиксируемого схемой блока 35 постового приемника. Без получения радиокода не может осуществиться посылка в рельсы пути 1 разрешающего кодирования в очередном маневровом маршруте для движения состава с пути 1 в четную или нечетную горловину станции. Аналогично радиокод посылается при необходимости движения из вытяжного пути, путей грузового двора или локомотивного хозяйства, а также из других, не показанных на чертеже участков путевого развития, откуда несанкционированный выезд в сторону приемоотправочного парка угрожает безопасности движения.

Блок 42 индикации информирует машиниста 50 о допустимой (программной) и фактической скорости движения, о режиме работы поездного локомотива (перегонный по сигналам АЛСН или станционный по сигналам САЛС).

Благодаря блоку 47 датчика тока, соединенного с двигателем 48 локомотива и контроллером 49, определяется блоком 46 усредненная масса состава локомотива во время трогания (начала движения) в каждом полурейсе маневрового передвижения, что позволяет вычислять в блоке 45 допустимую скорость движения по условиям надежного обеспечения требуемого тормозного пути с этой скорости в пределах защитного участка перед путевым светофором.

Блок 38 сравнения фактической и программной скоростей с учетом воздействий скоростемера 37 и блоков 43, 47 обеспечивает воздействие через блок 39 на тормоза 41, двигатель 48 и электропневматический клапан.