Результат интеллектуальной деятельности: Система для регулирования движения поездов

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, а именно к устройствам для регулирования движения поездов на станциях, использующим рельсовые цепи тональной частоты, разделенные изолирующими стыками.

Известна система для регулирования движения поездов на станциях, использующая рельсовые цепи тональной частоты, разделенные изолирующими стыками и содержащая генераторы первой и второй сигнальных частот, соединенные с рельсами соответственно одной и смежной с ней рельсовых цепей. Блок контроля разности сигнальных частот, к выходу которого подключено контрольное реле, частотные приемники, подключенные входами к рельсам соответственно одной и смежной с ней рельсовых цепей, а выходами к путевым реле (Журнал «Автоматика телемеханика и связь», №2, 1981 г., с. 29-32).

Исключение опасных влияний от сигналов смежных рельсовых цепей в случае повреждения изолирующих стыков и в случае проникновения сигналов рельсовых цепей соседнего пути двухпутного участка при случайном объединении рельсовых нитей соседних путей обеспечивается гетеродинным принципом построения путевых приемников. При этом в качестве гетеродинов используются генераторы смежных рельсовых цепей.

В результате смешивания и детектирования сигналов, поступающих из рельсовой цепи с сигналом гетеродина, в приемнике образуется разностная частота. Наличие разностной частоты, выделенной узкополосным фильтром, является условием для возбуждения путевого реле.

Недостатком известной системы является возможность опасных отказов при последовательном сходе изолирующих стыков в двух последовательных смежных рельсовых цепях.

Это связано с тем, что первый сход изолирующего стыка системой не обнаруживается, так как нормальная работа путевых приемников смежных рельсовых цепей, имеющих разные частоты рабочих сигналов, не нарушается. И при сходе следующего изолирующего стыка частотный сигнал из первой рельсовой цепи с достаточной амплитудой может пройти через вторую рельсовую цепь с неисправными изолирующими стыками на вход путевого приемника третьей рельсовой цепи, использующей ту же частоту что и первая рельсовая цепь, и ложно подпитать ее путевой приемник во время присутствия на третьей рельсовой цепи подвижного состава.

Этот недостаток устранен в известных системах регулирования движения поездов со станционными рельсовыми цепями тональной частоты за счет чередования рельсовых цепей с большим количеством разных частот, обеспечивающим достаточное затухание ложных сигналов, поступающих из влияющих рельсовых цепей, при последовательном сходе стыков нескольких изолирующих стыков. При используемом рабочем диапазоне (475-925 Гц) частотных каналов рельсовых цепей несущие частоты не повторяются, как минимум, на трех соседних рельсовых цепях. Также используется кодовая защита рельсовых цепей на основе модифицированного кода Бауэра с кодовым расстоянием 4.

За счет введения непрерывного контроля схода наиболее ответственных изолирующих стыков, разделяющих смежные рельсовые цепи тональной частоты специальными средствами контроля схода стыков, исключаются также опасности для управления движением поездов, связанные с возможностью восприятия кодов автоматической локомотивной сигнализации в чужой рельсовой цепи при параллельном движении поездов и при сходе изолирующих стыков на съездах между параллельными путями на станциях.

В основном средствами контроля схода стыков оборудуются съезды главных путей станций на двухпутных участках железных дорог. Средство контроля стыков служит для немедленной фиксации первого же схода стыков с выдачей сигнала на отключение кодирования автоматической локомотивной сигнализации в этих рельсовых цепях (см. Техническое обслуживание тональных рельсовых цепей: Учебное пособие. - М.: ГОУ "Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте", Воронин В.А., Коляда В.А., Цукерман Б.Г., 2007 г., с. 53-54, рис, 2.9, 2.10).

Средство контроля схода стыков разработаны для рельсовых цепей тональной частоты, применяемых при всех видах тяги поездов. Контроль схода стыков разработан для случаев стыкования смежных рельсовых цепей как релейными, так и питающими концами. Например, при контроле схода стыков релейных концов путевые приемники включаются последовательно.

Поскольку каждый из приемников настроен только на свою частоту, то в зависимости от наличия сигнала в каждой рельсовой цепи будут соответственно находиться под током соответствующие им путевые реле. При шунтировании подвижным составом одной из рельсовых цепей соответствующее путевое реле отпускает якорь.

В случае схода (короткого замыкания) изолирующих стыков сигналы смежных рельсовых линий поступают одновременно на согласующие трансформаторы и индуктируются в их вторичных обмотках, которые подключены параллельно и противофазно к последовательно соединенным приемникам. Поскольку вторичные обмотки согласующих трансформаторов подключены к приемникам сигналов рельсовой цепи противофазно, сигналы рельсовых цепей, поступающие от этих трансформаторов, взаимно компенсируются и оба путевые реле отпускают якорь, создавая ложную занятость двух смежных рельсовых цепей.

Средство контроля схода стыков питающих концов построено на чередовании полярности сигнального тока на контролируемых изолирующих стыках для того, чтобы при замыкании стыка напряжения генераторов попадали в смежные рельсовые цепи в противофазе и происходило отпускание якоря обоих путевых реле.

Средство контроля схода стыков питающих концов экономичнее средства контроля схода стыков релейных концов, но, с точки зрения эксплуатации, менее распространена, потому что при неисправности на питающем конце, в этом случае одновременно перестают работать сразу две рельсовые цепи в маршрутах четного и нечетного направлений движения поездов.

В качестве прототипа предлагаемой системы выбрано устройство для регулирования движения поездов, содержащее рельсовые цепи тональной частоты, каждая из которых включает в себя генератор сигналов с фильтром на выходе, связанный с входом рельсовой линии, ограниченной изолирующими стыками, путевой приемник с путевым реле на выходе, согласующий трансформатор, резистор и развязывающий конденсатор, первые выводы вторичных обмоток каждых двух согласующих трансформаторов соединены между собой и с одним выходом узла, образованного последовательно включенными выходными цепями одного и другого приемников сигналов соседний рельсовых цепей, а второй выход вторичной обмотки каждого из согласующих трансформаторов подключен через соответствующие последовательно включенные резистор и разделительный конденсатор к второму выводу упомянутого узла, при этом первичные обмотки согласующих трансформаторов подключены к рельсам противофазно по обе стороны от пары изолирующих стыков, разделяющих рельсовые линии рельсовых цепей с возможностью обеспечения компенсации сигналов при коротком замыкании изолирующих стыков, необходимой для отпускания якорей путевых реле (RU 2098302, B61L 23/16, 10.12.1997).

Недостатком известной системы является возможность значительных сбоев в графике движения, поскольку на все время, которое требуется для ремонта неисправного изолирующего стыка, средство контроля схода стыков вызывает ложную занятость связанных с ней рельсовых цепей и исключает возможность подачи в них кодов автоматической локомотивной сигнализации.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности движения поездов и снижении потерь пропускной способности станции на время устранения неисправности изолирующих стыков.

Технический результат достигается тем, что в системе для регулирования движения поездов, содержащей рельсовые цепи тональной частоты, к питающему концу каждой из которых подключен соответствующий генератор сигналов контроля рельсовой линии через последовательно соединенные фильтр, первый конденсатор, первый ограничительный резистор и первый согласующий трансформатор, а к релейному концу рельсовой цепи через последовательно соединенные второй согласующий трансформатор, второй ограничительный резистор и второй конденсатор подключен вход соответствующего приемника с путевым реле на выходе, параллельно каждому из конденсаторов подключен выход соответствующего формирователя сигналов автоматической локомотивной сигнализации числового кода, причем на станциях двухпутных железнодорожных участков смежные рельсовые цепи тональной частоты снабжены блоками контроля схода изолирующих стыков, разделяющих эти смежные рельсовые цепи, выходы блоков контроля схода изолирующих стыков соединены своими выходами через шину CAN-интерфейса передачи системных межмодульных сообщений с цепями выключения соответствующих формирователей сигналов автоматической локомотивной сигнализации, при этом один вход блока контроля схода изолирующих стыков подсоединен к рельсу с одной стороны, а его другой вход - с другой стороны соответствующего изолирующего стыка съезда, при этом бортовые устройства локомотивов поездов, вовлеченных в управление системой, снабжены комплексными локомотивными устройствами безопасности, включающими в себя декодеры сигналов автоматической локомотивной сигнализации числового кода и декодеры сигналов многозначной автоматической локомотивной сигнализации частотного типа.

На прилагаемом чертеже приведена функциональная схема предлагаемой системы для регулирования движения поездов.

Система для регулирования движения поездов содержит рельсовые цепи 1 тональной частоты, к питающему концу каждой из которых подключен соответствующий генератор 2 сигналов контроля рельсовой линии через последовательно соединенные фильтр 3, первый конденсатор 4, первый ограничительный резистор 5 и первый согласующий трансформатор 6, а к релейному концу рельсовой цепи 1 через последовательно соединенные второй согласующий трансформатор 7, второй ограничительный резистор 8 и второй конденсатор 9 подключен вход соответствующего приемника 10 с путевым реле 11 на выходе, параллельно каждому из конденсаторов 4, 9 подключен выход соответствующего формирователя 12, 13 сигналов автоматической локомотивной сигнализации числового кода, причем на станциях двухпутных железнодорожных участков смежные рельсовые цепи 1 тональной частоты снабжены блоками 14 контроля схода изолирующих стыков, разделяющих эти смежные рельсовые цепи, выходы блоков 14 контроля схода изолирующих стыков соединены своими выходами через шину 15 CAN-интерфейса передачи системных межмодульных сообщений с цепями выключения соответствующих формирователей 12, 13 сигналов автоматической локомотивной сигнализации, при этом один вход блока 14 контроля схода изолирующих стыков подсоединен к рельсу с одной стороны, а его другой вход - с другой стороны соответствующего изолирующего стыка 16 съезда, при этом бортовые устройства 17 локомотивов 18 поездов, вовлеченных в управление системой, снабжены комплексными локомотивными устройствами 19 безопасности, включающими в себя декодеры 20 сигналов автоматической локомотивной сигнализации числового кода и декодеры 21 сигналов многозначной автоматической локомотивной сигнализации частотного типа.

Источники питания аппаратуры рельсовых цепей и сигналов автоматической локомотивной сигнализации на чертеже не показаны.

Система для регулирования движения поездов работает следующим образом.

Рельсовая цепь получает питание от генератора 2 сигналов контроля рельсовой линии, который через фильтр 3 сигналов, первый развязывающий конденсатор 4, первый ограничительный резистор 5 и первый согласующий трансформатор 6 подключен к рельсам рельсовой цепи 1.

Смежная с ней рельсовая цепь получает питание от аналогичного генератора по аналогичной схеме. Различие заключается в том, что сигналы питания смежных рельсовых цепей отличаются величиной несущей частоты и частоты модуляции, что и исключает взаимное влияние смежных рельсовых цепей.

В случае схода (короткого замыкания) изолирующих стыков 16 сигналы смежных рельсовых цепей поступают одновременно на первый и второй согласующие трансформаторы 6, 7 и индуктируются в их вторичных обмотках, которые подключены противофазно, а следовательно, сигналы рельсовых цепей, поступающие от этих трансформаторов, взаимно уничтожаются.

При обнаружении схода стыка 16 блок 14 контроля схода изолированных стыков формирует сигнал, снабженный соответствующим уникальным идентификатором сформировавшей его схемы сравнения. Этот сигнал поступает через шину 15 CAN-интерфейса в аппаратуру верхнего уровня управления системы, например, в компьютер автоматизированного рабочего места диспетчера (на чертеже не показан), где происходит фильтрация ложных срабатываний схем сравнения, например, обусловленных тем, что одна или обе контролируемые рельсовые цепи временно занимались поездами. Если программа анализа в этой аппаратуре определяет, что сообщение отражает истинный сход изолирующего стыка (это произошло, когда обе смежные рельсовые цепи были свободны), то аппаратура верхнего уровня управления формирует сигнал, который через шину 15 CAN-интерфейса поступают в цепи выключения соответствующих формирователей 12, 13 сигналов автоматической локомотивной сигнализации числового кода, которые остаются выключенными до тех пор, пока не будут устранены неисправности соответствующих изолирующих стыков 16 и не восстановится нормальная работа соответствующих блоков 14 контроля схода изолированных стыков.

В известном техническом решении (прототипе) если маршрут был задан до схода изолирующего стыка, после схода изолирующего стыка возникает и ложная занятость смежных рельсовых цепей и возможность восприятия чужого сигнала АЛСН каждым из поездов, находящихся на параллельных путях. Задание новых маршрутов через занятые рельсовые цепи запрещено. Все это приводит к сбоям графика движения и опасной ситуации восприятия чужого кода АЛСН. В предлагаемой же системе после срабатывании блока 14 контроля схода изолированных стыков рельсовые цепи 1 продолжают фиксацию свободности и занятости путевых участков как до их срабатывания. Опасная ситуация, связанная с возможным восприятием локомотивами кодов АЛСН, адресованных локомотивам других поездов, предотвращается тем, что эти сигналы не подаются в соответствующие рельсовые цепи, а вместо них подаются сигналы многозначной автоматической локомотивной сигнализации частотного типа АЛС-ЕН, или аналогичной, которые уже защищены от восприятия чужими поездами тем, что в структуре их кодовых сигналов содержится информация о разрешенном пути и направлении движения. Теперь движение по соответствующим участкам пути осуществляется с использованием только сигналов АЛС-ЕН и для поездов с локомотивами 18, имеющими на борту декодеры 21 этих сигналов, движение происходит обычным порядком без потерь пропускной способности и нарушения условий по безопасности движения

Блок 14 контроля схода изолированных стыков схемно и конструктивно выполнен защищенным от проникновения через его входные цепи ложных сигналов контроля рельсовой линии и ложных сигналов АЛС и имеет самоконтроль отсоединения от контролируемых изолирующих стыков.

В микропроцессорной централизованной автоблокировке из-за развитой системы самотестирования микропроцессорных блоков генераторов 2 сигналов контроля рельсовой линии и приемников 10 и выполнение требований к блоку 14 контроля схода изолированных стыков упрощается, поэтому блок 14 контроля схода изолированных стыков питающих концов смежных рельсовых цепей конструктивно и схемно интегрирован в один из соответствующих генераторов 2 сигналов контроля рельсовой линии, а блок 14 контроля схода изолированных стыков релейных концов или релейно-питающих концов конструктивно и схемно интегрирован в один из соответствующих приемников 10. При реализации такого блока используют встроенные аналого-цифровые преобразователи микроконтроллеров соответствующих блоков генераторов 2 сигналов контроля рельсовой линии и приемников 10, а также алгоритмические процедуры интеллектуального сопоставления уровней токов или напряжений сигналов на входах блоков 14 контроля схода изолированных стыков с установленными данными, зависящими от состояния или текущей свободности или текущей занятости соответствующих смежных рельсовых цепей 1.

Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение безопасности движения поездов и снижение потерь пропускной способности станции на время устранения неисправности выбранных для контроля их схода изолирующих стыков.