Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах автоматической локомотивной сигнализации.

Известна 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, 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 (RU 2277054, B61L 3/20, 27.05.06).

Система осуществляет кодирование станционных путей, как с помощью рельсовых цепей, так и с помощью рельсопроводных линий связи, что позволяет повысить надежность приема кодовых сигналов АЛС, но существенно усложняет путевые устройства.

В качестве прототипа принята система автоматической локомотивной сигнализации, содержащая блок аппаратуры поста ЭЦ, соединенный через блок контроллера опроса с первым портом центральной ЭВМ, второй порт которой через блок станционного формирователя соединен с портом стационарного приемопередатчика, который посредством канала радиосвязи соединен с установленным на локомотиве каждого поезда бортовым приемопередающим устройством, первый порт которого соединен с первым портом бортового контроллера, второй порт которого соединен с блоком индикации, третий порт соединен с портом блока управления, а четвертый порт соединен с первым портом блока сопряжения, второй порт которого соединен с портом блока датчиков, а третий порт соединен, через блок переключателей, с блоком электрооборудования локомотива (см. Зорин В.И., Шухина Е.Е. «Система обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава», журнал «Автоматика, связь, информатика». №4, 2000, с.44-45, p.3, 4).

Известная система автоматической локомотивной сигнализации имеет недостаточную защищенность от сбоев в приеме на локомотив кодовых сигналов из станционных рельсовых цепей. Это приводит к неоправданным с точки зрения безопасности движения торможениям поездов при движении по станциям, имеющим рельсовые цепи с плохо отрегулированными или неисправными режимами работы путевых устройств АЛС-ЕН и АЛСН числового кода. Особенно это касается коротких изолированных участков, таких как стрелочные изолированные секции пути.

Перерыв в поступлении кодовых сигналов АЛС вызывается такими факторами, как

- отсутствие сигнального тока в рельсах между точками присоединения к ним дроссельных перемычек или перемычек к кабельным стойкам и изостыками в тот момент, когда над ними проходят приемные катушки (около 1 м);

- недостаточный ток локомотивной сигнализации в рельсовой цепи до шунтирования ее первой колесной парой;

- смена фазы тока локомотивной сигнализации в смежных рельсовых цепях;

- задержка приема сигналов на время автоматического восстановления чувствительности усилителя до номинальной после приема в конце предыдущей рельсовой цепи сигналов при большом токе;

- задержка посылки электрических сигналов после вступления локомотива в рельсовых цепях, работающих без предварительного включения кодирования;

- помехи в местах пересечений с ЛЭП и др.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности системы за счет повышения защищенности от сбоев в приеме на локомотиве кодовых сигналов из станционных рельсовых цепей.

Технический результат достигается тем, что в систему автоматической локомотивной сигнализации, содержащую блок аппаратуры поста электрической централизации, соединенный через контроллер опроса с первым портом центральной ЭВМ, второй порт которой через блок станционного формирователя соединен с первым портом стационарного приемопередатчика, который посредством радиоканала связи соединен с установленными на локомотивах поездов бортовыми приемопередающими устройствами, первый порт бортового приемопередающего устройства соединен с первым портом бортового контроллера, второй порт которого соединен с блоком индикации, третий порт соединен с блоком управления, а четвертый порт соединен с первым портом блока сопряжения, второй порт которого соединен с блоком датчиков, а третий порт через блок переключателей соединен с блоком электрооборудования локомотива, согласно изобретению введены блок формирования результирующих сигналов автоматической локомотивной сигнализации и блок формирования дополнительных сигналов автоматической локомотивной сигнализации, при этом дополнительные выходы бортового приемопередающего устройства и бортового контроллера соединены с соответствующими входами блока формирования результирующих сигналов автоматической локомотивной сигнализации, выход которого соединен с пятым портом бортового контроллера, а третий порт центральной ЭВМ соединен со станционным блоком формирования дополнительных сигналов автоматической локомотивной сигнализации, выход которого соединен со вторым портом стационарного приемопередатчика.

На фиг.1 приведена структурная схема системы автоматической локомотивной сигнализации.

Система автоматической локомотивной сигнализации содержит блок 1 аппаратуры поста электрической централизации, соединенный через контроллер 2 опроса с первым портом центральной ЭВМ 3, второй порт которой через блок 4 станционного формирователя соединен с первым портом стационарного приемопередатчика 5, к которому подключена антенна 6, третий порт центральной ЭВМ 3 соединен со станционным блоком 7 формирования дополнительных сигналов автоматической локомотивной сигнализации, выход которого соединен со вторым портом стационарного приемопередатчика 5, который посредством радиоканала связи соединен с установленными на локомотивах поездов бортовыми приемопередающими устройствами 9 с антеннами 8, первый порт бортового приемопередающего устройства 9 соединен с первым портом бортового контроллера 10, второй порт которого соединен с блоком 11 индикации, третий порт соединен с блоком 12 управления, а четвертый порт соединен с первым портом блока 13 сопряжения, второй порт которого соединен с блоком 14 датчиков, а третий порт через блок 15 переключателей соединен с блоком 16 электрооборудования локомотива, дополнительные выходы бортового приемопередающего устройства 9 и бортового контроллера 10 соединены с соответствующими входами блока 17 формирования результирующих сигналов автоматической локомотивной сигнализации, выход которого соединен с пятым портом бортового контроллера 10.

Система автоматической локомотивной сигнализации функционирует следующим образом.

Функциональная безопасность системы основана на использовании двухкомплектного построения всех ответственных электронных схем аппаратуры.

Двухкомплектный контроллер 2 опроса считывает и передает в центральную ЭВМ 3 автоматизированного рабочего места дежурного по станции (АРМ ДСП) данные о состоянии исполнительных устройств (путевые, стрелочные путевые, сигнальные и замыкающие и кодовключающие реле и реле контроля положения стрелок) электрической централизации (ЭЦ). Центральная ЭВМ 3 осуществляет логическую обработку данных, ввод команд пользователя (ДСП) и вывод для него оперативной обстановки на дисплее, а также осуществляет управление подвижными объектами рельсового транспорта с центрального поста ЭЦ, через радиоканал связи. В качестве канала передачи информации от стационарных устройств на локомотивные в системе используется цифровой радиоканал, работающий в диапазоне 460 МГц.

На локомотиве бортовой контроллер 10 опрашивает состояние блока 16 электрооборудования локомотива и считывает информацию со всех датчиков и приемников внешних сигналов из блока 14. Информация для машиниста отображается на экране монитора блока 11 индикации, а команды машинист вводит в бортовой контроллер с помощью функциональной клавиатуры (на чертеже не показано) блока 12 управления. В критических ситуациях бортовой контроллер 10 воздействует на управление силовой установкой локомотива и производит плавное или экстренное его торможение.

Взаимодействие бортового контроллера 10 с бортовым приемопередающим устройством 9, включающим в себя радиосредства связи и спутниковой навигации (на чертеже не показаны), позволяет бортовому контроллеру 10 рассчитывать пройденный путь и координату местонахождения локомотива.

При появлении локомотива на станции через радиоканал производится идентификационный обмен между блоком 1 аппаратуры поста ЭЦ и бортовой аппаратурой локомотива, в результате чего центральная ЭВМ 3 на посту ЭЦ получает и сохраняет номер и географические координаты локомотива. Центральная ЭВМ 3 установлена на автоматизированном рабочем месте (ДСП) и выполнена для безопасности по двухканальному принципу. ЭВМ по электронной карте станции, хранящейся в ее памяти, определяет вид элемента путевой структуры (путь, стрелка, тупик), расположенного в переданных географических координатах.

При задании маршрута центральная ЭВМ 3 по состоянию контактов реле определяет начало и конец маршрута, состояние всех элементов пути и светофоров, входящих в маршрут, а также по данным электронной карты станции определяет длину каждого элемента маршрута и длину маршрута в целом. От заданного начала маршрута определяется локомотив, для которого предназначен данный маршрут. Информация о маршруте отображается на дисплее центральной ЭВМ 3 и одновременно поступает через блок 4 станционного формирователя в стационарный приемопередатчик 5, который передает эту информацию по радиоканалу связи на соответствующий локомотив. В ответ с локомотива передают информацию о параметрах его режимов работы с помощью бортового приемопередающего устройства 9. В состав управляющих приказов с поста ЭЦ входят такие данные по каждому элементу путевого развития станции, как длина, допустимая скорость, наличие мест производства работ, оперативная информация о всех подвижных объектах (фактическая скорость и местоположение).

В отличие от прототипа, в предлагаемой системе на локомотивы по радиоканалу связи передается дополнительная информация, позволяющая предотвратить ложное внезапное появление белого огня на локомотивном светофоре, вызывающее снижение скорости поезда до 40 км/час.

Через второй порт центральной ЭВМ 3 в станционный блок 7 формирования дополнительных сигналов АЛС непрерывно поступает информация о положении контактов кодовключающих и замыкающих реле рельсовых цепей маршрута перед локомотивом. Станционный блок 7 формирования дополнительных сигналов АЛС независимо от схем ЭЦ вырабатывает дополнительный кодовый сигнал АЛС, который стационарным приемопередатчиком 5 через радиоканал связи передается на локомотив в течение всего времени занятия локомотивом очередной рельсовой цепи. Эти сигналы поступают в дополнение к кодовым сигналам, получаемым на локомотиве из рельсовых цепей блоком 14 датчиков, который имеет в своем составе (на чертеже не показано) приемники АЛС непрерывного и точечного каналов и датчики пути и скорости. Сигнал, поступающий из радиоканала, имеет дополнительный информационный признак, определяющий его приоритет по отношению к сигналам АЛС, принимаемым из рельсовых цепей. Этот признак формируется центральной ЭВМ 3 на основе знания условий движения поезда по маршруту. Дополнительный сигнал АЛС дешифрируется и логически объединяется с сигналами АЛС, поступающими из рельсовых цепей, в блоке 17 формирования результирующих сигналов АЛС. Блок схемы алгоритмов формирования результирующих сигналов АЛС из исходных сигналов АЛС, принимаемых из рельсовых цепей, и по радиоканалу для предотвращения появлений ложного белого огня в различных поездных ситуациях приведен на фиг.2 и фиг.3.

Блок 11 индикации отображает результирующий сигнал АЛС в виде основного и дополнительного визуальных показаний. Дополнительный визуальный признак появляется, когда результирующий сигнал содержит дополнительную информацию, полученную из радиоканала. Дополнительный визуальный признак фиксируется в устройстве регистрации локомотива. Это позволяет при последующем анализе информации, записанной в устройстве регистрации, установить места, где происходят сбои в работе АЛСН и/или АЛС-ЕН, для принятия мер по устранению причин этих сбоев.

Таким образом, предлагаемая система обладает повышенной надежностью и обеспечивает исключение неоправданного торможения поездов в местах с плохими условиями приема кодов АЛСН и АЛС-ЕН.