Результат интеллектуальной деятельности: Устройство бескабельного управления стрелочным переводом

Предлагаемое изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и предназначено для временного бескабельного управления стрелочным переводом в электрической централизации при повреждении кабельной линии.

Известны устройства управления электрическими приводами железнодорожных стрелочных переводов постоянного и переменного тока, в которых сигналы управления от поста электрической централизации к стрелочному переводу и контрольные сигналы от стрелочного перевода к посту электрической сигнализации передаются по двух-, трех- или пятипроводным кабельным линиям [1].

Данные устройства имеют следующие недостатки: невысокая защищенность кабельных линий от механических повреждений при чрезвычайных ситуациях, возникающих во время аварий, актов терроризма или вандализма, стихийных бедствий или боевых действий. При повреждениях кабельных линий нарушается работоспособность стрелочного перевода, что, в зависимости от его предназначения в путевом развитии железнодорожной станции, может либо затруднить, либо полностью исключить движение поездов и других подвижных составов по железнодорожным путям данной станции.

Наиболее близким по техническому решению является цифровая гарантоспособная система радиоуправления и контроля стрелками и сигналами на промышленном железнодорожном транспорте (ЦГС РУКСС) [2], имеющая в своем составе командно-передающую подсистему, устанавливаемую на локомотиве, состоящую из источника питания, бортового компьютера, радиомодема, антенны, и приемно-исполнительную подсистему, располагаемую в непосредственной близости от управляемых стрелочных переводов, состоящую из источника питания, радиомодема, устройства управления исполнительными механизмами и стрелочных исполнительных блоков, которых может быть несколько.

Основным недостатком данного технического решения является высокая уязвимость к внешним механическим воздействиям при чрезвычайных ситуациях, от средств боевого поражения, актов терроризма и вандализма, а также значительные капитальные затраты, трудоемкость и время восстановления уложенного в земляное полотно кабеля, применяемого для электропитания стрелочных переводов. При повреждении питающего кабеля нарушается работоспособность стрелочного перевода, что, в зависимости от его назначения в путевом развитии железнодорожной станции, может либо затруднить, либо полностью исключить движение поездов и других подвижных составов по железнодорожным путям данной станции.

Недостатком является также то, что данная система предусматривает только ручное управление стрелочными переводами машинистами локомотивов, не предусматривает взаимодействие с электрической централизацией и, тем самым, не обеспечивает автоматизированное управление поездными и маневровыми маршрутами, а также не обеспечивает безопасность движения поездов.

Задачей изобретения является сокращение времени на восстановление движения поездов и других подвижных составов путем применения устройства, обеспечивающего бескабельное управление стрелочным переводом на время, необходимое для устранения повреждения или замены поврежденного кабеля, управляющего стрелочным переводом.

Поставленная задача решается тем, что на время, необходимое для устранения повреждения или замены кабеля между постом электрической централизации и стрелочным переводом, вместо поврежденного кабеля включается устройство бескабельного управления стрелочным переводом. Электрические характеристики устройства бескабельного управления стрелочным переводом и параметры электрических сигналов, принимаемых и формируемых им, полностью идентичны электрическим характеристикам и параметрам электрических сигналов реального кабеля управления для стрелочных переводов с электродвигателями постоянного тока и с электродвигателями 3-фазного переменного тока.

Устройство бескабельного управления стрелочным переводом включает устройство согласования интерфейсов для стрелочных переводов с электроприводами постоянного тока, устройство согласования интерфейсов для стрелочных переводов с электроприводами 3-фазного переменного тока, устройство управления радиомодемом, радиомодем, антенну радиомодема, вторичный источник электропитания устройства бескабельного управления стрелочным переводом со стороны электрической централизации, антенну радиомодема со стороны стрелочного перевода, радиомодем, устройство управления радиомодемом, контроллер стрелочного перевода с электроприводом постоянного тока, контроллер стрелочного перевода с электроприводом 3-фазного переменного тока, устройство автономного электропитания устройства бескабельного управления стрелочным переводом со стороны стрелочного перевода, электрический генератор постоянного тока, блок контроля аккумуляторной батареи, аккумуляторную батарею, двигатель внутреннего сгорания с автозапуском, вторичный источник электропитания.

На фиг. 1 показана электрическая схема устройства бескабельного управления стрелочным переводом; на фиг. 2 - электрическая схема устройства автономного электропитания устройства бескабельного управления стрелочным переводом со стороны стрелочного перевода.

Устройство бескабельного управления стрелочным переводом включает устройство согласования интерфейсов для стрелочных переводов с электроприводами постоянного тока 1, устройство согласования интерфейсов для стрелочных переводов с электроприводами 3-фазного переменного тока 2, устройство управления радиомодемом 3, радиомодем 4, антенну радиомодема 5, вторичный источник электропитания устройства бескабельного управления стрелочным переводом со стороны электрической централизации 6, антенну радиомодема со стороны стрелочного перевода 7, радиомодем 8, устройство управления радиомодемом 9, контроллер стрелочного перевода с электроприводом постоянного тока 10, контроллер стрелочного перевода с электроприводом 3-фазного переменного тока 11, устройства автономного электропитания устройства бескабельного управления стрелочным переводом со стороны стрелочного перевода 12.

Устройство автономного электропитания устройства бескабельного управления стрелочным переводом со стороны стрелочного перевода 12 включает электрический генератор постоянного тока 13, блок контроля аккумуляторной батареи 14, аккумуляторную батарею 15, двигатель внутреннего сгорания с автозапуском 16, вторичный источник электропитания 17.

При необходимости организации движения поездов и других подвижных составов с использованием стрелочного перевода, кабель управления которого поврежден, на кроссовом стативе электрической централизации и на клеммной рейке электропривода стрелочного перевода производят отключение поврежденного кабеля, вместо которого к тем же контактам и клеммам подключают устройство бескабельного управления стрелочным переводом.

К контактам кроссового статива, к которым подключался оборванный кабель управления данным стрелочным переводом, подключается устройство согласования интерфейсов:

- 1, если в данном стрелочном переводе используется электродвигатель постоянного тока с напряжением 30, 110 или 160 В;

- 2, если в данном стрелочном переводе используется электродвигатель трехфазного переменного тока с напряжением 127, 190 или 220 В.

Принятые от кроссового статива устройством 1 или 2 сигналы преобразуются в цифровые, затем поступают в блок управления радиомодемом 3, где формируются в информационные сообщения, далее поступают на радиомодем 4 для передачи по радиоканалу через антенну 5.

Возможно использование радиомодемов в выделенном для РЖД диапазоне 160 МГц, либо специализированных, широкополосных. Радиосигнал, сформированный радиомодемом 4, поступает на антенну 5.

Электропитание устройств 1-4 осуществляется от станционных резервированных устройств электропитания железнодорожной автоматики номинальным напряжением 24 В или от сети 220 В с помощью вторичного источника электропитания 6.

Радиосигнал, излучаемый антенной 5, принимается антенной 7, усиливается и демодулируется радиомодемом 8, обрабатывается блоком управления радиомодемом 9, поступает на контроллер управления стрелочным приводом 10 постоянного тока с напряжением 30, 110 или 160 В или контроллер управления стрелочным приводом 11 трехфазного переменного тока с напряжением 127, 190 или 220 В, которые формируют сигналы на стрелочный привод в таком же виде и с такими же параметрами, что и с реального кабеля.

Контроллеры управления стрелочными приводами 10 или 11, в зависимости от типа стрелочного привода, получают от них контрольные сигналы о положении стрелочного перевода и его состоянии, обрабатывают эти сигналы и передают на блок управления радиомодемом 8, который формирует информационные сообщения и направляет в радиомодем 8 для передачи по радиоканалу через антенну 7. Далее эти информационные сообщения принимаются антенной 5, радиомодемом 4, поступают через устройство управления радиомодемом 3 и устройство согласования интерфейсов 1 или 2 в систему электрической централизации. Вместе с этими сигналами на станционные устройства поступает также информация о состоянии аккумуляторной батареи и двигателя внутреннего сгорания, количестве топлива в топливном баке.

Для электропитания устройств 8-11, используется специализированное автономное устройство электропитания 12, которое состоит (фиг. 2) из генератора постоянного тока 13, блока контроля аккумуляторной батареи 14, аккумуляторной батареи 15, двигателя внутреннего сгорания с автозапуском 16, вторичного источника электропитания 17. Так как электропривод стрелочного перевода при работе потребляет значительную мощность, то блок контроля аккумуляторной батареи 14 непрерывно контролирует заряд аккумуляторной батареи 15 и при его критическом снижении запускает двигатель внутреннего сгорания 16, который с помощью генератора 13 производит необходимый подзаряд аккумуляторной батареи 15. При восстановлении уровня заряда аккумуляторной батареи 15 двигатель внутреннего сгорания 16 выключается. Для поддержания необходимой эксплуатационной готовности устройства необходимо своевременно пополнять топливный бак топливом и регулярно контролировать уровень масла в двигателе внутреннего сгорания.

Источники информации

1. Морозов С.С., Калюжный К.О. Управление стрелочным приводом. Автоматика, связь, информатика. Москва, 2008 г., №8.

2. А.В. Федухин, В.В. Федоровский, А.И. Сухомлин, A.M. Шалейко. Системы управления стрелками и сигналами на промышленном железнодорожном транспорте. Математичнi машини i системи, Kiiв, 2012 г., №4.