Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ ПОЕЗДА

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано в системах управления автоматическим торможением поезда.

Известна система для автоматического управления торможением поезда, содержащая расположенную в начале блок-участка передающую антенну, соединенную с генератором, а на локомотиве - приемную антенну, соединенную с блоком приема информации, датчик угла поворота, установленный на буксе колеса и соединенный с измерителем скорости и измерителем пути, к которому подключен блок приема информации, блок программной скорости, подключенный своими входами к измерителю пути и блоку автоматической локомотивной сигнализации, операционный усилитель, в цепи обратной связи которого включен регулятор коэффициента усиления, выход измерителя пути через ключевую схему соединен с управляющим входом регулятора коэффициента усиления операционного усилителя, соединенного с трехпозиционным релейным элементом, подключенный к тормозной системе поезда с датчиком давления, выход которого соединен с входом операционного усилителя (SU 658017, B60T 8/00, 25.04.79).

Система имеет недостаточную надежность и точность, обусловленные применением аналогового метода измерения параметров пути следования поезда с использованием физического моделирования длины блок-участка длиной шлейфа проложенного в начале каждого блок-участка, а также отсутствием непрерывного контроля диаметра бандажа колесной пары, связанной с измерителями пути и скорости. Система имеет усложненные напольные устройства и не обладает достаточной гибкостью в предоставлении оперативной информации на локомотив, что препятствует оптимизации режимов ведения поезда.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для автоматического управления торможением поезда, содержащее расположенную в начале каждого блок-участка пути передающую антенну, соединенную с генератором, и расположенные на локомотиве приемную антенну, соединенную с блоком приема информации, датчик угла поворота, установленный на буксе колеса и соединенный с входами измерителя пути и измерителя скорости, измеритель эффективности тормозов, подключенный к выходам измерителя ускорения и датчика давления в тормозной магистрали, блок программной скорости, один вход которого соединен с выходом измерителя пути, второй вход - с выходом блока приема информации, третий вход - с выходом блока автоматической локомотивной сигнализации, четвертый вход - с выходом измерителя эффективности тормозов, трехпозиционный релейный элемент, подключенный к вентилям торможения и отпуска тормозной системы поезда, измеритель диаметра бандажа колесной пары, один вход которого соединен с выходом датчика, второй вход - со вторым выходом блока приема информации, третий вход - с первым выходом блока постоянно запоминающего устройства, а выходы его подключены к входам измерителя пути и измерителя скорости; второй выход блока постоянно запоминающего устройства соединен с входом измерителя эффективности тормозов, третий выход - с пятым входом блока программной скорости, а каждый из двух его входов соединен соответственно с третьим выходом блока приема информации и выходом формирователя границ блок-участков пути, вход формирователя границ блок-участков пути связан с выходом блока автоматической локомотивной сигнализации (RU 2283786, B60T 8/172, 20.09.06).

Известное устройство имеет недостаточную надежность, обусловленную наличием усложненных напольных устройств, и недостаточную гибкость в предоставлении оперативной информации на локомотив, что препятствует оптимизации режимов ведения поезда.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и оптимизации режимов ведения поезда.

Технический результат изобретения достигается тем, что в системе для автоматического управления торможением поезда, содержащей установленные на каждом локомотиве антенну индуктивной связи, соединенную с входом блока приема информации, установленный на буксе колеса колесной пары датчик угла поворота, соединенный с измерителем пути, измерителем скорости и первым входом измерителя диаметра бандажа колесной пары, блок программной скорости, первый вход которого соединен с выходом измерителя пути, второй вход - с выходом блока приема информации, третий вход - с первым выходом блока автоматической локомотивной сигнализации, четвертый вход - с выходом измерителя эффективности тормозов, пятый вход - с первым выходом блока ПЗУ, шестой вход - с выходом измерителя ускорения, седьмой вход - с выходом измерителя скорости, при этом выход блока программной скорости соединен с входом трехпозиционного релейного элемента, выход измерителя скорости соединен с входом измерителя ускорения, датчик давления в тормозной магистрали подключен к вентилям торможения и отпуска тормозной системы поезда, первый, второй и третий входы измерителя эффективности тормозов соединены соответственно с выходом измерителя ускорения, с выходом датчика давления в тормозной магистрали и со вторым выходом блока ПЗУ, который имеет вход для предрейсового программирования первой базы данных путевых параметров станций и перегонов, а его второй вход подключен к выходу формирователя границ блок-участков, третий выход блока ПЗУ соединен со вторым входом измерителя диаметра бандажа колесной пары, который соответствующими выходами соединен с входами измерителей пути и скорости, согласно изобретению на каждой станции установлен стационарный приемопередатчик, входы которого соединены соответственно с устройством электрической централизации и устройством централизованной автоблокировки, а на каждом локомотиве установлен бортовой радиомодем, вход которого подключен ко второму выходу блока приема информации, первый выход бортового радиомодема соединен с восьмым входом блока программной скорости, а второй выход соединен с входом записи информации блока ПЗУ, принятой по радиоканалу цифровой связи, через который бортовой радиомодем соединен со стационарным приемопередатчиком.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемой системы для автоматического управления торможением поезда.

Система для автоматического управления торможением поезда содержит установленные на каждом локомотиве антенну 1 индуктивной связи, соединенную с входом блока 2 приема информации, установленный на буксе колеса колесной пары 3 датчик 4 угла поворота, соединенный с измерителем 5 пути, измерителем 6 скорости и первым входом измерителя 7 диаметра бандажа колесной пары 3, блок 8 программной скорости, первый вход которого соединен с выходом измерителя 5 пути, второй вход - с выходом блока 2 приема информации, третий вход - с первым выходом блока 9 автоматической локомотивной сигнализации, четвертый вход - с выходом измерителя 10 эффективности тормозов, пятый вход - с первым выходом блока 11 ПЗУ, шестой вход - с выходом измерителя 12 ускорения, седьмой вход - с выходом измерителя 6 скорости, при этом выход блока программной скорости соединен с входом трехпозиционного релейного элемента 13, выход измерителя скорости 6 соединен с входом измерителя 12 ускорения, датчик 14 давления в тормозной магистрали подключен к вентилям 15 торможения и отпуска тормозной системы поезда, первый, второй и третий входы измерителя 10 эффективности тормозов соединены соответственно с выходом измерителя 12 ускорения, с выходом датчика 14 давления в тормозной магистрали и со вторым выходом блока 11 ПЗУ, который имеет вход для предрейсового программирования первой базы данных путевых параметров станций и перегонов, а его второй вход подключен к выходу формирователя 16 границ блок-участков, третий выход блока 11 ПЗУ соединен со вторым входом измерителя 7 диаметра бандажа колесной пары, который соответствующими выходами соединен с входами измерителей 5, 6 пути и скорости, на каждой станции установлен стационарный приемопередатчик 17, входы которого соединены соответственно с устройством 18 электрической централизации и устройством 19 централизованной автоблокировки, а на каждом локомотиве установлен бортовой радиомодем 20, вход которого подключен ко второму выходу блока 2 приема информации, первый выход бортового радиомодема 20 соединен с восьмым входом блока 8 программной скорости, а второй выход соединен с входом записи информации блока 11 ПЗУ, принятой по радиоканалу 21 цифровой связи, через который бортовой радиомодем 20 соединен со стационарным приемопередатчиком 17.

Система для автоматического управления торможением поезда функционирует следующим образом.

Система работает совместно с устройствами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), электрической централизации (ЭЦ) и централизованной автоблокировки (ЦАБ). Основу ее работы составляет использование информации о длине и профиле пути в зоне сближения с препятствием и информации о характеристиках эффективности тормозных средств поезда. По сравнению с использованием только системы АЛС машинист и система торможения получают данные для оптимального выбора ступеней служебного торможения. При достижении максимально допустимой скорости движения вначале отключается тяга и затем в случае дальнейшего увеличения скорости (например, на крутом спуске) подается питание на вентили 15 торможения и отпуска тормозной системы поезда для реализации расчетной ступени торможения. После снижения скорости до программной, значение которой непрерывно рассчитывается блоком 8 программной скорости, торможение прекращается. Исходные данные на блок 8 программной скорости поступают от измерителя 5 пути, блока 2 приема информации, блока 9 автоматической локомотивной сигнализации, измерителя 10 эффективности тормозов, блока 11 ПЗУ, измерителя 12 ускорения, измерителя 6 скорости и радиомодема 20 локомотива.

Установленный на буксе колеса колесной пары 3 датчик 4 угла поворота вырабатывает постоянное число прямоугольных импульсов за каждый оборот колеса. На основе общего числа выработанных импульсов с учетом диаметра бандажа колесной пары 3, измеритель 5 пути определяет путь, пройденный поездом. Измеритель 6 скорости по частоте следования импульсов от датчика 4 угла поворота определяет фактическую скорость движения поезда. После проследования каждого перегона измерение пройденного пути начинается сначала. Информация о данных путевых участков и постоянных ограничениях скорости записывается перед поездкой в базу данных, которая сохраняется в блоке 11 ПЗУ. Использование связи с локомотивом посредством полудуплексного радиоканала 21 цифровой связи позволяет упростить путевые устройства путем упразднения индуктивных шлейфов и путевых генераторов для их питания и передавать оперативную информацию по радиоканалу. В системе обеспечивается передача временных ограничений скорости (например, связанных с проведением ремонтных работ или с появлением неожиданных помех движению) в любой точке пути следования поезда по перегону, что позволяет оптимизировать режимы движения поезда при сложившейся оперативной обстановке и исключить излишние экстренные торможения.

Передача информации на локомотив о номере блок-участка и каждой рельсовой цепи производится как через полудуплексный радиоканал 21 цифровой связи, так и по каналам индуктивной связи локомотива с рельсовыми цепями.

В момент, когда устройства ЦАБ фиксируют по путевому приемнику очередной рельсовой цепи перегона вступление на эту рельсовую цепь поезда, бортовому радиомодему 20 присваивается временный индивидуальный номер для осуществления радиосвязи со стационарным приемопередатчиком 17 станции отправления через индивидуальный полудуплексный цифровой радиоканал 21 связи. Для формирования этого номера используются индивидуальный номер упомянутой рельсовой цепи и номер перегона, которые выделяются на локомотиве из кодового сигнала, формируемого аппаратурой рельсовой цепи и принимаемого через антенну 1 индуктивной связи блоком 2 приема информации. Блок 2 приема информации передает выделенный код со своего второго выхода для формирования и присвоения уникального радиоадреса в бортовом радиомодеме 20. При вступлении на следующую рельсовую цепь этот адрес меняется в соответствии с новым номером следующей рельсовой цепи. При достижении рельсовой цепи, относящейся к полукомплекту аппаратуры ЦАБ станции приема, прекращается работа стационарного приемопередатчика 17 станции отправления и начинается работа стационарного приемопередатчика 17 станции приема. Блок приемопередатчика 17 каждой станции к моменту связи всегда сам вычисляет текущие радиоадреса бортовых радиомодемов 20, получая из устройств ЦАБ информацию о номере занятых соответствующими поездами рельсовых цепей.

С момента, когда устройства ЦАБ фиксируют по соответствующему путевому приемнику вступление поезда на рельсовую цепь перегона, с этим поездом устанавливается непрерывная связь по индивидуальному полудуплексному цифровому радиоканалу 21 связи и отправляется информация, содержащая точное время занятия, номера данной и следующей рельсовых цепей, координаты их границ, координаты мест ограничения скорости и значения допустимой скорости для этих координат. Установление радиосвязи является возможным только при совпадении адресов, выработанных на станции и на борту поезда. Поэтому каждый бортовой радиомодем 20 получает информацию, которая предназначена только ему, а стационарный приемопередатчик 17 определяет бортовой радиомодем 20, от которого поступила ответная информация. Информация из радиоканала имеет приоритет, по сравнению с информацией, записанной в блоке 11 ПЗУ перед поездкой.

В составе информации, передаваемой при проследовании границы рельсовой цепи, передается также метка реального системного времени, которая служит для корректировки определения координаты местоположения поезда на рельсовой цепи, поскольку достоверное определение проследования границ блок-участков локомотивным формирователем 16 границ блок-участков, фиксирующим смену синхрогрупп кодового сигнала из рельсовой цепи, запаздывает по отношению к фиксации момента занятия рельсовой цепи путевым приемником. Также запаздывает формирование радиоадреса радиомодема, который устанавливается после начала уверенного приема кодов из очередной рельсовой цепи.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает надежность и позволяет оптимизировать режимы ведения поезда. Использование системы для автоматического управления торможением поезда улучшает безопасность движения и культуру труда машиниста за счет автоматического служебного торможения поезда до заданной скорости и точной остановки поезда перед закрытым светофором.