Результат интеллектуальной деятельности: Система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями

Изобретение относится к устройствам сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте, в частности к устройствам интервального регулирования движения поездов на перегонах.

Известны устройства автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, содержащее путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и рельсовые цепи блок-участков, блок контроля рельсовых цепей, включающий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей, блоки передачи на локомотив числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку сигнальных показаний, блоки включения кодирования, каждый из которых своими первым и вторым выходами соединены соответственно с входом соответствующего блока передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и входом соответствующего блока сигнальных показаний, причем, пусковой вход каждого блока включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера, соединенного через канал связи с диспетчерским центром управления (RU 2387562, 27.04.2010, B61L 23/16).

Устройство обеспечивает повышение пропускной способности участков железных дорог при использовании современных систем управления и обеспечения безопасности на тяговом подвижном составе и сохранение действия автоблокировки с защитными участками в тех случаях, когда на подвижном составе нет систем управления, обеспечивающих безусловную остановку поезда перед запрещающим сигналом.

Однако для особенно загруженных железнодорожных участков для достижения необходимой провозной способности приходится сокращать длину рельсовых цепей тональной частоты с максимальной равной с 800 м до 400 м. Это увеличивает затраты кабеля и увеличение сложности оборудования центрального поста и, как следствие, снижает экономическую эффективность применения системы.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа является устройство автоблокировки с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, содержащее путевые проходные светофоры, ограждающие блок-участки и установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров и рельсовые цепи блок-участков, блок контроля рельсовых цепей, включающий генераторы, соединенные с началами рельсовых цепей, и приемники, соединенные с концами рельсовых цепей, блоки передачи на локомотив числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку сигнальных показаний, блоки включения кодирования, каждый из которых своими первым и вторым выходами соединены соответственно с входом соответствующего блока передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и входом соответствующего блока сигнальных показаний, пусковой вход каждого блока включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера, соединенного через канал связи с диспетчерским центром управления, на перегоне напротив средней части каждой рельсовой цепи установлен пункт счета осей с автономным электропитанием, снабженный приемопередатчиком маломощного радиоканала для связи с установленным на локомотиве мобильным приемопередатчиком, подключенным к внутреннему интерфейсу цифровой проводной связи, с которым соединено локомотивное устройство безопасности и приемопередатчик дальней радиосвязи, при этом в диспетчерском центре управления установлен блок фиксации проследования поездами в полном составе пунктов счета осей, порт данных которого подключен к первому порту данных компьютера автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, второй порт данных которого соединен с портом данных стационарного приемопередатчика дальней радиосвязи диспетчерского центра управления (RU2773985, B61L 23/16, 14.06.2022).

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, связанная с большим количеством сбоев при счете осей колесных пар.

Технический результат заключается в повышении надежности устройства автоблокировки в части устойчивости к сбоям.

Технический результат достигается тем, что система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями содержит путевые проходные светофоры, установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи блок-участков, рельсовые цепи защитных участков путевых проходных светофоров, блок контроля рельсовых цепей, включающий генераторы сигналов контроля рельсовой цепей и сигналов АЛС, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи соответствующего блок участка, дополнительные генераторы сигналов контроля рельсовых цепей, выход каждого из которых подключен к рельсам релейного конца рельсовой цепи соответствующего блок-участка, и приемники сигналов контроля рельсовой линии и сигналов АЛС, каждый из которых соединен с концом рельсовой цепи соответствующего блок-участка, а также блоки передачи на локомотивы числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи защитного участка соответствующего светофора, подключенного к соответствующему блоку сигнальных показаний, блоки включения кодирования, каждый из которых своими выходами соединен с входами соответствующего блока передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и соответствующего блока сигнальных показаний, контроллер, токовые приемники сигналов контроля рельсовой цепи, каждый из которых подключен к рельсовой цепи соответствующего блок-участка в средней ее части, путевые стационарные радио приемопередатчики маломощного радиоканала связи, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего токового приемника сигналов контроля рельсовой цепи, на локомотивах поездов порты данных бортового радио приемопередатчика радиоканала дальней радиосвязи и бортового радио приемопередатчик маломощного радиоканала ближней радиосвязи подключены к внутреннему интерфейсу цифровой проводной связи для взаимодействия с локомотивным устройством безопасности, в диспетчерском центре управления порт данных стационарного приемопередатчика дальней радиосвязи диспетчерского центра управления подключен к порту данных аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, включающего программный модуль фиксации проследования поездами в полном составе участков рельсовых цепей блок-участков, при этом пусковой вход каждого блока включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера, подключенного к другому порту аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места поездного диспетчера, цепи питания токового приемника сигнала контроля рельсовой линии и путевого стационарного радио приемопередатчика маломощного радиоканала связи подключены к внутреннему аккумуляторному источнику электропитания.

При этом аккумуляторный источник электропитания токового приемника сигнала контроля рельсовой линии и путевого стационарного радио приемопередатчика маломощного радиоканала связи может быть выполнен с возможностью заряда сигналами контроля рельсовой цепи или сигналами кодирования АЛС.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема устройства автоблокировки с тональными рельсовыми цепями.

Система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями, содержит путевые проходные светофоры 1, 2, 3, установленные на границах блок-участков, рельсовые цепи 4, 6, 8 блок-участков, включающие рельсовые цепи 5, 7, 9 защитных участков путевых проходных светофоров 1, 2, 3, блок 10 контроля рельсовых цепей, включающий генераторы сигналов контроля рельсовой цепей и сигналов АЛС, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи 4 (6,8) соответствующего блок участка, дополнительные генераторы сигналов контроля рельсовых цепей, выход каждого из которых подключен к рельсам релейного конца рельсовой цепи 4 (6,8) соответствующего блок-участка, и приемники сигналов контроля рельсовой линии и сигналов АЛС, каждый из которых соединен с концом рельсовой цепи 4 (6, 8) соответствующего блок-участка (для упрощения чертежа генераторы и приемники, входящие в блок 10 контроля рельсовых цепей, не показаны, а показаны только их соединения с рельсовыми цепями 4 (6, 8).

Система содержит также блоки 11 передачи на локомотивы числовых кодовых сигналов, каждый из которых соединен с началом рельсовой цепи 5 (7, 9) защитного участка соответствующего светофора 1 (2, 3), подключенного к соответствующему блоку 12 сигнальных показаний, блоки 13 включения кодирования, каждый из которых своими выходами соединен с входами соответствующего блока 11 передачи на локомотив числовых кодовых сигналов и соответствующего блока 12 сигнальных показаний (на чертеже блоки 11-13 с их соединениями показаны только для проходного светофора 1), контроллер 14, токовые приемники 15 сигналов контроля рельсовой цепи, каждый из которых подключен к рельсам рельсовой цепи 4 (6, 8) соответствующего блок-участка в средней ее части, путевые стационарные радио приемопередатчики 16 маломощного радиоканала связи, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего токового приемника 15 сигналов контроля рельсовой цепи.

На локомотивах 17 поездов порты данных бортового радио приемопередатчика 18 радиоканала дальней радиосвязи и бортового радио приемопередатчик 19 маломощного радиоканала ближней радиосвязи подключены к внутреннему интерфейсу 20 цифровой проводной связи для взаимодействия с локомотивным устройством 21 безопасности.

В диспетчерском центре 22 управления порт данных стационарного приемопередатчика 23 дальней радиосвязи диспетчерского центра управления подключен к порту данных аппаратно-программного устройства 24 автоматизированного рабочего места поездного диспетчера (АРМ 24 ДНЦ), включающего программный модуль 25 фиксации проследования поездами в полном составе участков рельсовых цепей блок-участков

Пусковой вход каждого блока 11 включения кодирования соединен с соответствующим выходом разрешения посылки кода КЖ блока 10 контроля рельсовых цепей, вход конфигурирования которого подключен к выходу контроллера 14, подключенного к другому порту данных АРМ 24ДНЦ.

Цепи питания токового приемника 15 сигнала контроля рельсовой линии и путевого стационарного радио приемопередатчика 16 маломощного радиоканала связи подключены к внутреннему аккумуляторному источнику электропитания (на чертеже не показан), который выполнен с возможностью заряда сигналами контроля рельсовой цепи или сигналами кодирования АЛС.

Система автоблокировки с тональными рельсовыми цепями функционирует следующим образом.

Информацию о том, что локомотив с соответствующим индивидуальным номером, оборудован современной системой управления такой как КЛУБ-У или САУТ, которые обладают защитой от проезда светофора с красным сигнальным показанием, имеет диспетчер диспетчерского центра управления 22. Поездной диспетчер эту информацию использует для изменения конфигурации блока 10 контроля рельсовых цепей в зависимости от поездной ситуации следующим образом.

Если на блок-участках с рельсовыми цепями 4-8 находится локомотив, оборудованный системой КЛУБ-У или САУТ, то от светофора, ограничивающего занятую рельсовую цепь, навстречу локомотиву 17 посылается кодовый сигнал КЖ. Это позволяет пропускать поезда с такими локомотивами с уменьшенным интервалом попутного следования и поддерживать на светофорах 1, 2, 3 трехзначную сигнализацию с одним красным огнем светофора, непосредственно ограждающим занятую рельсовую цепь. Разрешение на передачу кодового сигнала КЖ выдает блок 10 контроля рельсовых цепей, который через пусковой вход разрешает работу блока 13 включения кодирования. Каждый блок 13 включения кодирования сигналом с первого выхода переключает режим работы блока 12 сигнальных показаний своего светофора на работу с чередованием огней светофоров по системе К, Ж, З и сигналом со второго выхода разрешает посылку кода КЖ через блок 11 передачи на локомотив числовых кодовых сигналов.

Для локомотивов 17, не оборудованных упомянутыми системами, блок 10 контроля рельсовых цепей сохраняет конфигурацию, как в стандартной системе с защитными блок-участками, и не выдает активный сигнал на своем выходе разрешения. Соответственно кодовый сигнал от светофора 1 (2, 3), ограничивающего занятую рельсовую цепь, не посылается и минимально допустимый интервал попутного следования поездов увеличивается на длину одной рельсовой цепи, а занятая рельсовая цепь ограждается двумя светофорами с красным огнем. Тоже происходит и в случае обрыва цепи передачи активного сигнала разрешения, что соответствует принципам построения безопасных схем железнодорожной автоматики.

Кодовый сигнал для изменения конфигурации блока 10 контроля рельсовых цепей проходит от диспетчерского центра управления 22 через канал дальней связи и после обработки контроллером 14 отвечающий требованиям по безопасности движения поездов преобразуется в двоичный логический сигнал с уровнем и мощностью достаточными для управления реле первого класса, находящегося в блоке 10 контроля рельсовых цепей (на чертеже не показано) и служащего для изменения его внутренней схемы.

В заявляемой системе освобождение поездом первой половины каждой рельсовой 4,6,8 блок участков фиксируется с помощью токовых приемников 15 сигнала контроля рельсовой линии. Это позволяет поездному диспетчеру сократить интервал попутного следования между каждой парой поездов на перегоне примерно на половину длины одной рельсовой цепи 4 (6, 8) из занятых поездами. При этом обеспечивается более надежная работа заявляемой системы по сравнению с прототипом, так на в его работе не используются устройства счета осей, которые являются источниками частых сбоев от помех.

Сигнал на выходе дополнительного генератора сигнала контроля рельсовой линии появляется после того, как поезд, вступающий на рельсовую цепь, обесточивает приемник блока 10 на релейном конце рельсовой цепи.

Токовый приемник 15 сигнала контроля рельсовой линии во время нахождения поезда на каждой соответствующей рельсовой цепи 4, 6, 8 во время движения часть времени находится без тока, так как ток шунтируется колесными парами поезда. Токовый приемник 15 срабатывает от тока сигнала блока 10 контроля рельсовой линии, приходящего с выхода дополнительного генератора через рельсы рельсовой линии и колесные пары вагонов поезда после проследования последним вагоном состава поезда места его подключения к рельсам.

Сигнал срабатывания и отпускания токового приемника 15 поступает с его выхода на вход соответствующего путевого стационарного радио приемопередатчика 16 маломощного радиоканала связи. С выхода путевого стационарного радио приемопередатчика 16 сигнал о срабатывании токового приемник 15 передается по радиоканалу маломощной радиосвязи в бортовой радио приемопередатчик 19 маломощного радиоканала ближней радиосвязи уходящего поезда.

Для надежности передачи информации между приемопередатчиком 19 маломощного радиоканала связи локомотива 17 и приемопередатчиком 16 токового приемника 15 приемопередатчики 16 маломощного радиоканала связи нескольких токовых приемников 15, расположенных между головой поезда и токовым приемником 15, который только что передал сообщение, объединены маломощным радиоканалом связи во временную локальную сеть для ретрансляции данных на все время процесса обмена данными.

Порядок радиообмена данными между локомотивами 17 и токовыми приемниками 15 аналогичен порядку радиообмена временной локальной сети в прототипе.

На локомотиве 17 поезда сигналы срабатываний и отпусканий токового приемников 15 принимаются бортовым радио приемопередатчиком 19 маломощного радиоканала и передаются в бортовое устройство 21 безопасности по интерфейсу 20. Информация о проследования поездом в полном составе очередного кодового приемника 15 поступает в локомотивное устройство 21 безопасности каждый раз в процессе радиообмена информацией по маломощному радиоканалу связи посредством радио приемопередатчиков 16 и 19. Бортовое устройство 21 безопасности формирует пакет данных, включающий данные о сигналах срабатывания и отпускания токовых приемников 15, идентификационный номер поезда с данными о координатах места нахождения локомотива 17, который передает в бортовой радио приемопередатчик 18 дальнего радиоканала связи, откуда по радиоканалу дальней радиосвязи они поступают в диспетчерский центр 22. В диспетчерском центре 22 сигналы принимаются стационарным радио приемопередатчиком 23 дальнего радиоканала связи. С выхода стационарного радио приемопередатчика 23 сигналы поступают в порт данных аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места 24 поездного диспетчера.

Программный модуль 25 фиксации проследования поездами в полном составе участков рельсовых цепей 4, 6, 8 блок-участков аппаратно-программного устройства 24 автоматизированного рабочего места поездного диспетчера осуществляет обработку полученных сигналов. В программном модуле 25 фиксации проследования поездами в полном составе участков рельсовых цепей 4, 6, 8 блок-участков непрерывно анализируется информация о последовательности срабатываний и отпусканий каждого токового приемника 15 сигнала контроля рельсовой линии в каждой из рельсовых цепей 4, 6, 8 блок-участков. Анализ этой последовательности позволяет модулю 25 фиксации проследования поездами в полном составе участков рельсовых цепей 4,6,8 блок-участков определить, когда поезда, занимающие эти рельсовые цепи, освобождают первую половину своей рельсовой цепи. Модуль 25 учитывает информацию о состоянии токового приемника 15 сигнала контроля рельсовой линии для оценки занятия и освобождения участков рельсовой цепи 4 (6, 8), когда основной путевой приемник соответствующей рельсовой цепи фиксирует то, что эта рельсовая цепь 4 (6, 8) в целом занята поездом. В момент отсылки сигнала о срабатывании токового приемника 15 сигнала контроля рельсовой линии также отсылается информация о текущей координате локомотива 17. Это позволяет поездному диспетчеру через АРМ 24 формировать актуальный по времени радио приказ для локомотивных устройств 21 безопасности поездов, идущих следом за данным поездом для дополнительного сокращения разрешенной дистанции их попутного следования.

Радио приказы поездного диспетчера для управления движением поездов отправляются в локомотивные устройства 21 поездов через радио приемопередатчик 23 по дальнему радиоканалу связи.

Таким образом, заявляемое устройство сохраняет возможность дополнительного сокращения разрешенной дистанции поездов их попутного следования при одновременном повышении его надежности в части устойчивости к сбоям.