Устройство для контроля скорости поезда

Устройство для контроля скорости поезда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в области железнодорожной автоматики и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов. Сущность изобретения: устройство содержит рельсовую линию (1), генератор (6), дешифратор (20), элемент отсчета времени (30), регистр памяти (21), 4 инвертора (22), элемент И (32), элемент ИЛИ (30), аналого-цифровойпреобразователь (19). 2-3-4-10-12-13-15-16-17-18-19-20-27- 28-29-30-31-32-33-34-35, 2-3-4-9-7-8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767353/11 (22) 07.12.89 (46) 07.10.92. Бюл. N. 37 (71) Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю,И,Полевой, М,М.Àëèåâ, Н.Н,Артюхов и Н,А.Кравцова (56) Астрахан В.И, и Барышев Ю.А, Системы автоматики для управления поездами метрополитена, М., Транспорт, 1987, стр. 63—

72, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ПОЕЗДА

„„!Ж„„1766757 А1 (я)5 В 61 1 25/04, G 01 P 5/18 (57) Использование: в области железнодорожной автоматики и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов, Сущность изобретения: устройство содержит рельсовую линию (1), генератор (6), дешифратор (20), элемент отсчета времени (30), регистр памяти (21), 4 инвертора (22), элемент И (32), элемент ИЛИ (30), аналого-цифровой преобразователь (19), 2-3 — 4 — 10 — 12 — 13 — 15 — 16 — 17 — 18 — 19 — 20 — 27—

28-29-30-31-32-33-34-35, 2-3-4-9-7 — 8. 1 ил.

1766757

50

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано в системах интервального регулирования движения поездов.

Известно устройство контроля ускорения скатывающегося с горки отцепа. Недостатком известного устройства является наличие на путях педалей, которые фиксируют проход колесной пары. Известно также устройство контроля скорости, измерение которой осуществляется радиолокационным скоростемером (там же). Недостатком этого устройства является наличие напольных устройств.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для ко нтроля скорости поезда (Астраха н

В.Н. и др. "Системы автоматики для управления поездами метрополитена", М,; Транспорт, 1989 г., стр, 63-72), содержащее генератор, соединенный с рельсовой линией, к которой подключено путевое реле, связанное с дешифратором, элементом отсчета времени, регистром памяти, усилителем и кодовым реле.

Недостатком известного устройства является использование шлейфа.

Целью изобретения является повышение надежности действия за счет использования электронной схемы слежения за движением поезда, не требующей использования путевых педалей и соединительного кабеля.

Указанная цель достигается тем, что устройство для контроля скорости поезда, содержащее установленн ые на пути генератор контрольной частоты, связанный с рельсовой линией, с которой связано путевое реле, дешифратор, элемент отсчета времени, регистр памяти, инверторы, эле.менты И, ИЛИ, усилитель, выходом соединенный с кодовым реле, дополнительно снабжено аналого-цифровым преобразователем, выходами соединенным с входами дешифратора и через инверторы — с информационными входами регистра памяти, коммутатором сигналов, информационными входами подключенным к выходам регистра памяти, через полосовой фильтр и выпрямитель подключен один вход аналогоцифрового преобразователя (обращаем Ваше внимание, что здесь опущено шесть слов из формулы изобретения, которую составила экспертиза) к рельсовой линии, к которой через коммутатор сигнала подключен его другой вход, а выход дешифратора через элемент И (обращаем Ваше внимание, что здесь в формуле изобретения, составленной экспертизой, указан элемент ИЛИ, в

35 связи с тем, что выходы дешифратора 20 инверсные (см. ИМС К155ИДЗ), то в схеме на месте ИМС 27 должен быть логический элемент И; если дешифратор взять абстрактно, выходы дешифратора не инверсные, то в качестве элемента 27 может быть предусмотрен логический элемент И) и формирователь импульсов подключены к одному входу элемента И, другой вход которого подключен к выходу элемента отсчета времени, а выходом — к входу триггера, выход которого соединен с входом усилителя, а входы сброса регистра памяти (обращаем Ваше внимание на то, что регистр памяти в предложенном только один), элемента отсчета времени и триггера связаны с контактами путевого реле.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов: генератором сигнальной частоты, фильтрами, коммутатором аналого-цифровых сигналов, аналого-цифровым преобразователем, дешифратором, регистром памяти, формирователями логической единицы.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что предлагаемое отличается от известных тем, что не имеет приборов, расположенных вдоль путевого участка, что приводит к повышению надежности действия устройств контроля скорости поездов. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет контролировать местонахождение головы поезда и скорость движения с высокой точностью (100 — 150 м, 5-10 км/ч). (В тексте заявки описана принципиальная схема устройства, осуществляющая контроль скорости с меньшей точностью, это сделано с целью упрощения описания), Все это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Суть контроля скорости состоит в том, что при движении поезда по путевому участку изменяется входное сопротивление рельсовой линии и напряжение между рельсами на питающем конце. Для компенсации влияния сопротивления изоляции к входу аналого-цифрового преобразователя подключаются добавочные резисторы. Их количество и сочетание зависит от фактического сопротивления изоляции в момент вступления поезда на путевой участок. В описываемой схеме предусмотрено 16 градаций сопротивления изоляции (может быть и любое другое количество). Снижение напряже1766757 ния между рельсами на питающем конце в ед.времени (В/с) находится в зависимости от скорости движения поезда (м/с), если предусмотрена вышеупомянутая компенсация и расстояние от питающего конца рельсовой линии до головы поезда не превышает 1000-1500 м (рассматривается случай, когда сопротивление изоляции, снижается до 1 Ом/км, частота контрольного тока находится в пределах 25 — 75 Гц).

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. На чертеже изображены предвходной светофор 1, измерительные участки 2, 3, 4, входной сигнал 5, генератор контрольной частоты 6, фильтр 7, приборы питающего конца 8, путевой и изолирующий трансформаторы 9 и 10, контакты путевого реле 11.1, 11.2, 11.3, 11.4, полосовой фильтр 12, выпрямитель 13. К выходу выпрямителя через коммутатор цифроаналоговых сигналов 14, добавочные резисторы 15, 16, 17 и 18 и контакт путевого реле 11.2 подключен вход аналого-цифрового преобразователя 19, к выходу которого подключен дешифратор (демультиплексор) 20 и регистр памяти 21 через инверторы 22.

К тактовому входу регистра памяти и входу первого формирователя логической единицы 23 через контакт путевого реле 1,3 и резистор 24 подключены соответственно плюсовой 25 и минусовой 26 полюса источника питания. Выход дешифратора через первый логический элемент ИЛИ 27, второй

28 и третий 29 формирователи логической едийицы и логический элемент ИЛИ-НЕ 30 соединен с входом элемента отсчета времени 31, который содержит генератор 31.1 и программируемый счетчик 31.2, Выходы элемента отсчета времени и выход второго формирователя через второй логический элемент И 32, триггер 33 и усилитель 34 соединены с кодовым (кодовыключающим) реле 35, фронтовой контакт которого 35.1 включен в рельсовую цепь, Ко второму входу триггера через параллельно включенные контакты путевого реле 11.4 и сигнального реле 36 подсоединен плюсовой полюс источника питания.

Устройство работает в два этапа. В начале осуществляется коррекция напряжения на входе аналого-цифрового преобразователя в зависимости от состояния балласта, затем отслеживание движения поезда по участку (по рельсовой цепи).

Посредством величины напряжения на питающем конце рельсовой линии определяется координата головы поезда, à Ilo скорости снижения этого напряжения (В/c) определяется скорость движения поезда (м/с). Определение скорости осуществляется посредством сравнения фактического времени хода по участкам пути 2, 3 и 4 (! i, Iz, з) с заданным интервалом времени. Если фактическое время хода превышает заданный интервал, то кодовыключающее реле удерживает якорь в притянутом положении и рельсовая цепь кодируется кодами красно-желтого огня при закрытом сигнале 5 (Н).

10

При открытом сигнале 5 устройство контроля скорости не работает. Если фактическое время хода меньше заданного интервала, то кодовыключающее реле обесточивается и срывает кодирование, что приводит к экс15

30 564ИЕ15 — элемент отсчета времени

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии поезда путевое реле участка приближения (обмотка не показана) возбуждено, и контрольный генератор (час35 тота отлична от сигнальной частоты) через фильтр 1, трансформаторы 8 и 10, фронтовой контакт путевого реле 11.1 и фильтр контрольной частоты 12 запитывает выпрямитель 13, выход которого через контакт путевого реле 11.2 соединен с аналого-цифровым преобразователем 19, на выходе которого появляется двоичное число, 40 отражающее состояние балласта. При сухом балласте на всех выходных шинах АЦП присутствуют логические единицы, при мокром — логические нули, при промежуточном состоянии — промежуточное число от 0 до 15 в

45 двоичной системе.

В момент, когда участок приближения занимается и размыкаются фронтовые контакты путевого реле, посредством контакта

11.3 информация с АЦП через инверторы 22 записывается в регистр 22. Следует отме50 тить, что фронтовые контакты путевого реле

11 1, 11.2, 11.3 размыкаются не совсем одновременно. На месте контакта 11.3 должен находиться тот контакт, который размыкается первым. При этом с добавочных сопротивлений 15, 16, 17 и 18 снимается общий тренному торможению.

Протяженность участков !, Iz, !з выбрана таким образом, чтобы с учетом снижения скорости время хода по каждому из них было бы одинаковым. На фиг. 1 приведено только три измерительных участка (I<, Iz, !з) для упрощения пояснения работы устройства. При увеличении количества измеритель- ных участков точность отслеживания скорости поезда возрастает.

В устройстве используются следующие

ИМС: К561КТЗ вЂ” коммутатор цифровых и аналоговых сигналов, К155ИР1 — регистр памяти, К155ИДЗ вЂ” дешифратор, К155АГ1 и

1766757 поступает на вход К> счетчика 31.2. После- 55 дующие обнуления счетчика 31.2 происходят посредством элементов 28 и 29, когда на выходе элемента 27 понижается потенциал (голова поезда проходит точки А, В и С).

Если поезд идет без превышения скорости, шунт(контакт 11.2) и накладываются отдельные (контакты элемента 14). Количество и сочетание накладываемых шунтов соответствует состоянию балласта. Величины сопротивлений резисторов подчинаются закону 8 R13 = 4 R16 = 2- R17 = R18 Однако . учитывая то, что сопротивления "контактов" коммутатора 14 и входное сопротивление

АЦП 19 составляют от нескольких десятков до нескольких сот Ом, вышеприведенная зависимость должна быть скорректирована так, чтобы при разомкнутом фронтовом контакте 11.2 и замкнутом тыловом контакте

11.1 напряжение на входе АЦП не зависело бы от состояния балласта, Другими слова. ми, контакты коммутатора 14 подгоняют напряжение на входе АЦП к величине, которая соответствует мокрому балласту, а контактом 11.1 (после обесточивания) это напряжение увеличивается до значения, когда на всех входах АЦП появляются логические единицы;

Таким образом, при любом балласте после вступления поезда на участок приближения на всех входных шинах дешифратора

20 появляются логические "1". При этом только на выходе дешифратора 20 понижен потенциал.

По мере приближения поезда к питающему концу происходит поочередное понижение потенциалов на выходах дешифратора 20. Как было сказано выше, время хода поезда по участкам 1i, lz,!з при выполнении программы снижения скорости одинаково и должно быть больше заданного. При этом трижды понижается потенциал на выходе элемента 27, что вызывает появление кратковременных импульсов на выходах элементов 28 и 29. В самом начале движения поезда по участку приближения происходит обнуление элемента отсчета ,времени выдержки 31, который использует генератор частотой 1000 Гц и программируемый счетчик, который работает в режиме однократного счета с коэффициентом деления 13329. Такое включение генератора и счетчика позволяет производить отсчет времени 13 с (заданный интервал времени хода по каждому из участков (I>, lz, 1з)). Первоначальное обнуление с последующим запуском на счет происходит посредством размыкания контакта 11.3 и появления кратковременного импульса на выходе формирователя 23; который через элемент 30

50 то сначала происходит повышение потенциала на выходе счетчика 31,2, а затем на выходе формирователя 28. Такая очередность изменения потенциалов не сказывается на состоянии триггера 33, т.к. на выходе элемента 32 потенциал не повышается. Если произойдет повышение потенциала на выходе формирователя 28 раньше, . чем на выходе счетчика 31,2 (т.е, поезд шел слишком быстро), то триггер 32 переключится, кодовое реле 35 выключится и своим контактом 35.1 прервет цепь кодового тока.

Для обеспечения безопасности движения поездов предлагаемое устройство должно быть продублировано аналогичным, а контакты кодовыключающих реле обоих комплектов включаются в цепь питания рельсовой линии последовательно.

Анализ заявляемого устройства для контроля скорости поезда показал, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство более надежно, т,е. может фиксировать местоположение головы поезда и его скорость практически с любой степенью точности, Итак, технико-экономическая эффективность выражается в повышении надежности действия и пропускной способности, а также в снижении капитальных затрат.

Формула изобретения

Устройство для контроля скорости поезда, содержащее установленные на пути генератор контрольной частоты, связанный с рельсовой линией, с которой связано путевое реле, дешифратор, элемент отсчета времени, регистр памяти, инверторы, элементы И, ИЛИ, кодовое реле и источник питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, выходами соединенным с входами дешифратора и через инверторы — с информационными входами регистра памяти, коммутатором, информационными входами подключенным к выходу регистра памяти, причем один вход аналого-цифрового преобразователя через полосовой фильтр и выпрямители подключен к рельсовой линии, к которой через коммутатор аналого-цифрового преобразователя подключен другой вход, а выходы дешифратора через элемент ИЛИ и формирователь импульсов подключены к одному входу элемента И, другой вход которого подключен к выходу элемента отсчета времени, а выход — к входу триггера, с выходом которого связано кодовое реле, а входы сброса регистров памяти элемента отсчета времени и триггера связаны с источником питания через контакты путевого реле.