устройство управления переездной сигнализацией

Формула изобретения

Устройство управления переездной сигнализацией, содержащее на переезде схему управления переездными светофорами, выход которой соединен с входами переездных светофоров, рельсовую цепь участка приближения к переезду, имеющую рельсовые линии, ограниченные изоляционными стыками, и аппаратуру питающего и релейного концов, где в состав аппаратуры питающего конца рельсовой цепи входит источник переменного тока, первый из выходов которого подключен к одному из рельсов питающего конца рельсовой цепи, отличающееся тем, что в аппаратуру питающего конца рельсовой цепи введены датчик тока, детектор фазы тока, пороговый усилитель и безопасный динамический элемент, а в аппаратуру релейного конца рельсовой цепи введены источник электропитания, накопитель энергии, стабилизатор напряжения, генератор импульсов и ключ, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, питающие входы которого подключены к выходу стабилизатора напряжения, подключенного к выходам накопителя энергии, входами соединенного с выходами источника электропитания, причем силовые электроды ключа подключены к входам источника электропитания и к рельсам релейного конца рельсовой цепи, а другой рельс питающего конца рельсовой цепи через первичную цепь датчика тока соединен с вторым выходом источника переменного тока, причем выходная цепь датчика тока подключена к первому и второму входам входного сигнала детектора фазы тока, выход которого соединен с входом порогового усилителя, выходом подключенного к входу безопасного динамического элемента, выход которого соединен с управляющим входом схемы управления переездными светофорами, а третий и четвертый входы опорного напряжения детектора фазы тока подключены к выходам источника переменного тока питающего конца рельсовой цепи.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к средствам безопасности движения в местах пересечения железнодорожного, автомобильного и т.п.движения, а именно к сигнальным устройствам, предупреждающим дорожный транспорт, что приближается рельсовый транспорт.

Известны устройства управления переездной сигнализацией, в которых для контроля свободности участка приближения используются системы счета осей (Щиголев С.А., Татиевский С.А. Автоматическая переездная сигнализация на счетчиках осей / Автоматика, связь, информатика. - 2005. - № 12. - С.58). Недостатком этих устройств является отсутствие контроля целостности рельсов, ввиду того, что в них не применяются рельсовые цепи.

Известно устройство управления переездной сигнализацией, которое содержит рельсовую цепь участка приближения, состоящую из рельсовых линий и аппаратуры питающего и релейного конца, переездные светофоры, схему управления переездными светофорами и устройства электроснабжения, обеспечивающие электропитанием аппаратуру питающего и рейного концов рельсовой цепи и источник переменного тока, питающего конца, один из выходов которого подключен к одному из рельсов рельсовой цепи (Казаков А.А. и др. Системы интервального регулирования движением поездов. - М.: Транспорт, 1986. - С.172, рис.8.7).

Недостатками этого устройства является необходимость наличия специального устройства электроснабжения на релейном конце рельсовой цепи и проводной или кабельной линии связи от аппаратуры релейного конца рельсовой цепи до питающего конца рельсовой цепи.

Это повышает стоимость устройств управления переездной сигнализацией и обусловливает увеличенные эксплуатационные расходы.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ и устройство, использующие зондирующие электрические импульсы, посылаемые в контролируемую короткозамкнутую рельсовую линию и последующее измерение электрических параметров импульса тока через определенные интервалы времени, а устройство импульсного зондирования включает генератор импульсов напряжения, токовый резистор, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, устройство управления и индикации (Грачев Г.Н., Муратова Л.И., Гуменик М.Б. Новый метод построения и расчета рельсовых цепей / Транспорт. Наука, техника, управление / ВИНТИ РАН. - 1994, № 9. - С.13, рис.1, С.15, рис.3 и Пат. РФ № 2117596, МГТС B61L 23/16. Грачев Г.Н., Гуменик М.Б., Колюжный К.О., Липовецкий Ю.А. - Опубл. 20.08.1998 Бюл. № 25). Недостатком этого технического решения является недостаточная длина рельсовой цепи участка приближения.

Целью изобретения является снижение стоимости устройства управления переездной сигнализацией и увеличение длины участка приближения к переезду.

Указанная цель достигается тем, что в аппаратуру питающего конца рельсовой цепи участка приближения введены датчик тока, реализованный, например, с использованием трансформатора тока или на других функционально аналогичных элементах, детектор фазы тока, который реализуется на известных схемотехнических решениях (Нефедов В.И., Сигов А.С. Основы радиоэлектроники и связи. - М.: Высшая школа, 2009. - С.464, рис.5.22а), пороговый усилитель и безопасный динамический элемент, а в аппаратуру релейного конца рельсовой цепи участка приближения введены источник электропитания, накопитель энергии, стабилизатор напряжения, генератор импульсов и ключ.

Сущность изобретения заключается в том, что управляющий вход ключа соединен с выходом генератора импульсов, питающие входы которого подключены к выходу стабилизатора напряжения, подключенного к выходам накопителя энергии, входами соединенного с выходами источника электропитания, причем силовые электроды ключа подключены к входам источника электропитания и к рельсам релейного конца рельсовой цепи. Первый рельс питающего конца соединен с первым выходом источника переменного тока, а другой рельс питающего конца рельсовой цепи через первичную цепь датчика тока соединен со вторым выходом источника переменного тока, причем выходная цепь датчика тока подключена к первому и второму входам детектора фазы тока, выход которого соединен с входом порогового усилителя, выходом подключенного к входу безопасного динамического элемента, выход которого соединен с управляющим входом схемы управления переездными светофорами, а третий и четвертый входы опорного напряжения детектора фазы тока подключены к выходам источника переменного тока питающего конца рельсовой цепи.

На фиг. приведена схема устройства управления переездной сигнализацией, содержащая рельсовую линию 1 участка приближения к переезду 2 с указанным стрелкой направлением движения поездов и переездные светофоры 3 и 4 подключенные к выходу схемы управления 5 этими светофорами. На питающем конце рельсовой линии 1 содержится источник переменного тока 6, первый выход которого соединен с одним из рельсов рельсовой линии 1, а второй выход через первичную цепь датчика тока 7 подключен к другому рельсу рельсовой линии 1. Выход датчика тока 7 соединен с первым и вторым входами входного сигнала детектора фазы тока 8, выход которого подключен к входу порогового усилителя 9, выходом соединенного с входом безопасного динамического элемента 10. Выход элемента 10 подключен к управляющему входу схемы управления переездными светофорами 5. Третий и четвертый входы детектора фазы тока, являющиеся входами опорного сигнала детектора, подключены к выходам источника переменного тока питающего конца рельсовой цепи. Первый и второй рельсы релейного конца рельсовой линии 1 соединены с входами источника электропитания 11 и с силовыми электродами ключа 12, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов 13. Выходы источника электропитания 11 соединены с входами накопителя энергии 14, выходы которого подключены к стабилизатору напряжения 15, выходы которого соединены с питающими входами генератора импульсов 13.

Переездная сигнализация работает следующим образом. В рельсы рельсовой линии 1 на питающем конце рельсовой цепи от источника переменного тока 6 поступает электрический сигнал переменного тока. В отсутствии поезда на участке приближения он передается по рельсам на релейный конец рельсовой линии 1, поступая на вход источника электропитания 11, который осуществляет преобразование входного переменного напряжения в выходное выпрямленное напряжение одой полярности, передаваемое на вход накопителя энергии 14. Напряжение с выхода накопителя энергии 14 подается на вход стабилизатора напряжения 15, который обеспечивает электропитанием генератор импульсов 13, который вырабатывает импульсы напряжения, управляющие процессами включения и выключения ключа 12. Вследствие этого при свободном участке приближения происходит периодическое шунтирование релейного конца рельсовой цепи ключом 12, который имеет сопротивление во включенном состоянии равное или меньше нормированного значения поездного шунта.

Электропитание аппаратуры релейного конца рельсовой цепи 1 осуществляется за счет энергии накопленной в накопителе, поступающей от источника переменного тока 6 в моменты разомкнутого состояния рельсовой цепи. Современные средства микроэлектроники позволяют реализовать схему генератора импульсов 13 с потребляемой мощностью не более 5-15 мВт. Если в качестве ключа 12 применить МОП транзистор, то мощность для управления этим ключом пренебрежимо мала. Мощность, поступающая на аппаратуру релейного конца по рельсовой линии 1 от ее питающего конца, то есть от источника переменного напряжения 6, лежит в пределах нескольких сотен милливатт. Поэтому для функционирования рассматриваемой аппаратуры релейного конца вполне достаточно этой мощности. Обеспечение электропитанием генератора импульсов 13 в моменты времени замкнутого состояния ключа 12 осуществляется накопителем энергии 14, который по сущности работы является пиковым детектором.

Коммутация релейного конца обусловливает импульсные изменения амплитуды тока и фазы тока на входе рельсовой линии 1 от источника переменного тока 6. Эти изменения регистрируются датчиком тока 7, преобразуются детектором фазы тока 9 в перепады напряжения пропорциональные значению фазы тока на входе рельсовой линии и поступают на вход порогового усилителя 9, который по практической реализации аналогичен известному триггеру Шмидта.

Импульсы с выхода порогового усилителя 9 поступают на вход безопасного динамического элемента 10, который реализуется на известных схемотехнических решениях (Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ: РТМ 32 ЦШ 1115842.01-94. - С.Пб.: ПГУПС. - С.86, рис.7.6). Выходной сигнал элемента 10, соответствующий требованиям безопасности передается на управляющий вход схемы управления переездными светофорами 5, которая включает разрешающие показания переездных светофоров 3 и 4. Движение дорожного транспорта через переезд 2 открыто.

Таким образом, при свободном состоянии рельсовой линии 1 участка приближения на выходе порогового усилителя 9 будут присутствовать импульсы напряжения, что обусловит импульсную работу безопасного элемента 10 и появление соответствующего разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5.

При вступлении поезда на участок приближения рельсовая цепь 1 шунтируется колесными парами подвижного состава, что приведет к прекращению работы аппаратуры приемного конца и определит отсутствие импульсных изменений фазы тока на входе рельсовой линии и выходе источника переменного напряжения 6. Это прекратит функционирование безопасного элемента 10 и приведет к отключению разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5. На светофорах 3 и 4 появляются запрещающие показания. Движение дорожного транспорта по переезду 2 прекращается.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении реализуются условия безопасности, которым должны удовлетворять устройства функционирования переезда.

Светофоры 3 и 4 показаны как условные разрешающие или запрещающие элементы. В общем виде вместо них или совместно с ними могут применяться шлагбаумы различного типа или известные устройства заграждения переезда (УЗП).

Как видно из приведенной схемы, в аппаратуре релейного конца отсутствует источник электроснабжения, который всегда присутствует в существующих перегонных и станционных системах автоматики, реализуемый трансформатором, подключенным к высоковольтно-сигнальной линии автоблокировки. В то же время процессы работы предлагаемой схемы показывают, что информация о свободности или занятости участка приближения поступает на переезд от релейного конца по рельсовой линии 1. Следовательно, рельсовая линия 1 выполняет одновременно и функцию передачи электроэнергии от питающего конца к релейному и функцию датчика и передачи информации о свободном и исправном состоянии рельсовой цепи участка приближения к переезду.

Использование импульсных изменений фазы тока вместо скачков амплитуды тока на питающем конце рельсовой линии в качестве параметра, свидетельствующего о свободном и исправном состоянии рельсовой цепи, позволяет увеличить длину рельсовой цепи не менее чем в 1,5 раза.

Таким образом, для функционирования предлагаемого технического решения не требуется применять специальный источник электроснабжения аппаратуры релейного конца и вводить какую-либо дополнительную линию связи между питающим и релейным концом рельсовой цепи участка приближения.

Следовательно, в изобретении достигается снижение стоимости устройства управления переездной сигнализацией и увеличение длины участка приближения к переезду.