Устройство для определения координаты локомотива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в железнодорожной автоматике и может быть использовано в устройствах исключения проезда запрещающего маневрового светофора. Сущность изобретения: устройство содержит блок перегона уровня, блок поиска перелома уровня, тактовый генератор, блок контроля, передатчик, два приемника, блок отсчета интервала времени, блок определения направления движения. 1-2-7-9-1 От 11. Зил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯЦ„„1832093 А1 (я)з В 61 L 25/04, В 61 К 9/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО. СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .( (57) Использование: в железнодорожной автоматике и может быть использовано в устройствах исключения проезда запрещающего маневрового светофора.

Сущность изобретения: устройство содержит блок перегона уровня, блок поиска перелома уровня, тактовый генератор, блок контроля, передатчик, два приемника, блок отсчета интервала времени, блок определения направления движения. 1-2-7 — 9-10 —, 11. 3 ил, (21) 4844247/11 (22) 28.06.90 (46) 07.08.93. Бюл, гл 29 (71) Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю.И.Полевой, В.M,Øóìàêîâ и Н.А.Кравцова. (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1482844, кл. В 61 К 9/08, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КООРДИНАТЫ ЛОКОМОТИВА

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано в устройствах исключения проезда запрещающего маневрового светофора.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля места нахождения локомотива.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов: аналогоцифровым преобразователем, генератором, регистрами, счетчиками, компараторами, субтрактором, триггерами и их связями.

На фиг.1 представлен путевой план станции с расположением стационарных и возимых радиостанций; на фиг.2 — временная диаграмма сигналов на антеннах стационарных радиостанций; на фиг,З вЂ” схема устройства, Перед описанием работы схемы в статическом состоянии и перечнем элементов предлагается описание принципа работы устройства.

Действие устройства основано на измерении угла между направлениями передачи радиосигнала с маневрового локомотива посредством рамочной антенны на два стационарных приемника. Так, угол А ВС (фиг.1) характеризует удаление маневрового локомотива с передатчиком П2, а угол

DEF — с передатчиком П1 от оси станции.

Пунктирные линии на фиг.1 определяют точки, вершины углов при которых соответствуют величины углов АВС u OEF.

Следовательно, продольная координата локомотива на путях станции будет определена не совсем точно. С увеличением расстоянии между приемниками ПР1 и ПР2 возрастает и точность определения продольной координаты локомотива. Однако, если угол АВС становится тупым, то дальнейшее увеличение угла приводит к снижению точности. Отсюда следует, что расстояние между приемниками ПР1 и ПР2 должно соответствовать расстоянию между .геометрическими центрами горловины. ОпФ ределение угла А ВС может быть осуществлено путем отсчета интервала времени мвкду моментом времени, когда направление передачи соответствовало приемнику

ПР1, а затем — приемнику ПР2. Проще всего такой интервал можно определить посред1832093 ством двух пороговых приемников посред- по фронту FL11(7,5). Второй блок является ствомотсчетавременимеждуихсрабатыва- так же блоком поиска перелома уровня нием. Однако при разном уровне сигналов БППУС 2, но работает он по второму каналу на входах приемников(фиг.2) интервал меж- и содержит аналогичные элементы (АПП2 ду моментами их срабатывания (11 и t2> будет 5 (7,1), RG 2(7,2), RG 4(7.3), К2 (7.4) FL 12(7,5f), зависитьот разности этих уровней(А1 и А2), Каждый из блоков работает соответственно а так же от порога срабатывания (Чср.1 и от приемников ПР1 (4) и ПР2 (6) и от одного

Vcp.2). тактового генератора G (8), который опредеДля исключения влияния колебания ляет момент фиксации положения локомоуровней сигналов на приемных антеннах и с тива, Следующим узлом является блок порогов срабатывания целесообразно фик- отсчета интервала времени между сигналасировать направление передающей антен- ми поступающими с первой А1 и второй А2 ны на локомотиве, когда наступает перелом приемных антенн и коррекции работы тайв изменении уровня сигнала на приемной мера (таймер содержит генератор G и счетантенне{снижеииепереходитвнарастание, чик СТ1) в зависимости от скорости точки К1 и К2). Интервал времени tt, при вращения локомотивной антенны (БОИВ) стабильной частоте вращения локомотив- (9), Блок содержит счетчики СТ1 (9.1) и СТ2 ной антенны и стабильной частоте генера- (9.7), регистры памяти RG 5 (9.3) и RG 6(9.8), . тора тактовой частоты приемника (на фиг.3 логические элементы И1 (9,2} и И2 (9.4), триггенератор обозначен — 6), будет зависить гер Т1 (9.6) и программируемое постоянное только от угла, который образован линиями запоминающее устройство PROM(9,5). С выуказывающими направление с локомотив- ходом упомянутого узла соединен контрольного передатчика на стационарные прием- ный узел УК (10), который состоит из ники, регистра памяти RG 7(10.1), субстрактора

Стабилизация вращения локомотивной SUB (10.2), формирователя логической едиантенны достигается путем закрепления ницы FL13(10,3), логических элементов ИЗ маховика на вращающей части антенны. (10.4), И4 (10.5), И5 (10,6), И6 (10.7), ИЛИ 7

Для стабилизации частоты генератора ста- (10.8), триггера фиксации неисправности Т2 ционарного устройства предусматривается (10.9), кнопки восстановления действия схекварцевый резонатор. Несмотря на упомя- мы КВ (10.11) и регистра R (10.10). нутую стабилизацию, могут возникнуть до- Кроме того, на фиг,1 показаны антенны статочно большие погрешности в (1), (3), (5), передатчик (2) и приемники (4) и определении интервала времени t (фиг.2) (6), блок отсчета интервала времени (БОИВ) из-за колебания напряжения на двигателе 9, блок контроля (БК) 10, блок определения вращения антенны, изменении вязкости направлениядвижения{БОНД)11. Встатисмазки в редукторе двигателя и т.д. Поэтому ческом состоянии приемник .ПР1 (4) соеди- необходимо синхронизировать вращение нен с входом АЦП1 (7,1), выход которого локомотивной антенны и стационарного черезрегистры 861(7.2),R63(7.3),êoìïàðàтаймера (генератор и делитель частоты). тор К(7,4) и формирователь FL11{7.5)соедиПри значительном расхождении в работе нен с входом сброса счетчика СТ1 (9.1), упомянутых устройств. Формируется сиг- входом синхронизации регистра RG 5(9.3) и нал "неисправность" и устройство контроля установочным входом триггера Т1 (9.6). Приместа нахождения поезда исключается из емник ПР2 (6) через БППУС2 {7) соединен с работы. входом сброса триггера Т1 (9.6). Генератор

Отсчет продольной координаты осуще- G {8) соединен с тактовыми входами счетчиствляется от нечетного входного светофора ков СТ1 (9.1) и СТ2 (9.7). Часть выходов счет(на фиг.1 светофор не показан, но простав- чика СТ1 (9.1) соединена через регистр RG лены номера участков на оси Π— X). Однако 5(9.3) с частью адресных входов ППЗУ (9.5). системным счетчиком предусмотрен отсчет а вторая часть выходов СТ1 — через логиче. нулевой координаты при проходе локомоти- ские элементы 9,2 и 9.4 с входом логическовом оси станции (см. малую координатную го элемента 10.8, Выхол триггера Т1 (9.6) сетку в верхней части фиг.1). соединен с входом сброса счетчика СТ2

Устройство определения координаты (9.7), Синхровходами регистров RG 6(9.8) и локомотива содержит блок поиска перело- R67(10.1), а также со входом формироватемауровня сигнала БППУС(7)(фиг,3)(фикси- ля FL 13 (10,3). Выход счетчика СТ2 (9.7) рует изменение с уменьшения на соединенсовторойчастьюадресныхвходов увеличение) с элементами: аналого-цифро- ППЗУ (9.5) выходы которого через регистр вым приемником АЦН1(7,1), регистрами па- RG 6(9.8) — с входом субтрактора SUB (10.2) мяти 861 P.2) и RG3 (7,3). компаратором К1 и входом регистра RG 7{10.1), выход которо(7,4) и формирователем логической единицы го соединен с частью входов субтрактора, 1832093

55 выходы которого через логические элементы (10.4), (10,5), (10. 6). (10.7) и (10.8) соединен с триггерами Т2 (10.9) и ТЗ (11.1), выходы которого через логические элементы (11.3) и (11,4) соединены с триггерами Т4 (11.5), а ко вторым входам элементов (11.3) и (11.4) через элемент 11.2 подсоединены выходы регистра RG 6(9.8). К выходу сброса триггера

Tg (10.9) через регистр 10.10 подсоединен минусовой полюс источника питания (корпус), а через кнопку (10;11) — плюсовой (10712).

Действие схемы протекает следующим образом. Первый и второй блоки поиска перелома уровня БППУС1 (7) и БППУС2 (7) определяют те моменты, в которые спад уровня сигнала на приемных антеннах А1(3) и А2(5) (фиг.1) сменяется нарастанием (фиг.2, точки К1 и К2). Это изменение уровня сигнала происходит из-.за вращения рамочкой антенны локомотива АЛ(1) (фиг,1). Фиксация уровня, происходит посредством приемников ПР1 (4) и ПР2 (6), выходы которых соединены соответственно с аналогоцифровым преобразователем АЦП1 (7,1) и

АЦП2 (7.1) . Сигнал с антенны принимается приемниками ПР (4 и 6) и преобразуется

АЦП (7.1 и 7 1 ) в двоичный код. По фронту каждого импульса с генератора G (8) этот код записывается соответственно в первый

RG 1(7.2) и второй RG 2(7.2) регистры, а прежнее содержимое этих регистров заносится соответственно в третий RG 3(7.3) и четвертый 4(7.3) регистры. Первый компаратор К1 (7.4) сравниэает содержимое регистров RG 1(7.2) и RG 3(7.3). В момент, когда начинается нарастание уровня сигнала на приемной антенне А1 (3), на выходе первого компаратора появляется логическая единица, что инициирует возникновение кратковременного импульса на выходе первого формирователя Н 11(7.6). Совершенно аналогично работает второй компаратор К2 (7.4) и второй формирователь Е 12 (7.5).

Итак; импульс на выходе формирователя FL 11(7.5) появляется при совпадении плоскости рамочной локомотивной а -енны с направлением на первый приемн ; ПР1 (4). а на выходе формирователя FL 12 — на второй приемник РП2 (6). Выходы формирователей соединены с входами триггера Т1 (9.6), обеспечивает понижение потенциала на выходе Q этого триггера во время поворота локомотивной антенны на угол образованный линиями FE u ED (фиг.1), В связи с тем, что поворот локомотивной антенны происходит не только из-за вращения двигателя и редуктора, но и за счет вращения локомотива относительно вертикальной оси при движении по кривым. следует предусмотреть такую скорость вращения антенны относительно ломокотива, которая была бы несоизмерима больше вращения локомотива относительно вертикальной оси при максимальной скорости передвижения и минимальном радиусе кривой.

Итак, интервал времени в течение которого понижен потенциал на выходе Q триггера Т1 (9.6), пропорциональный углу FED u с некоторым допущением — продольной координате (области О, 1, 2, 3, 4,5,6...124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 131...253, 254, 255), Этот интервал определяется счетчиком СТ2 (фиг.3), посредством отсчета импульсов с генератора G (8) в интервал времени, когда на входе этого счетчика отсутствует повышенный потенциал. Счетчик CTl (9.1) так же считает импульсы с генератора G (8), но продолжительность считывания составляет интервал времени, за который локомотивная антенна делает половину оборота. Так как скорость вращения антенны с течением времени может меняться, то и упомянутый интервал так же изменяется. Частота генератора G (8) подобрана такой, чтобы на полоборота антенны счетчик СТ1 (9." отсчитал от 224 до 240 импульсов генератора G (8). При такой ситуации на выходе логического элемента И1 (9.2) потенциал повышения и с формирователя FL 11(7.5) через логический элемент И2 (9,4) не передается импульс о неисправности, Состояние выходов 1, 2, 4 и 8 счетчиков СТ1 (9.1) в момент появления фронта импульса и формирователя FL

11(9.5) фиксируется регистром 5(9.8). Этот регистр формирует полуадрес для программируемого постоянного запоминающего устройства PROM (9.5) (входы АО, А1, А2, АЗ). который соответствует фактической скорости вращения локомотивной антенны. При достаточно большом отклонении скорости вращения этой антенны от заданного значения посредством генератора G (6), счетчик

СТ1 (9.1) и логических элементов И1 (9.2) и

И2 (9,4) формируется сигнал неисправности и устрсйство контроля координаты отключается. Второй полуадрес для запоминающего устройства PROM 9входы А4, А5,....А11), как было упомянуто выше, onpåäåïÿåòcÿ счетчиком СТ2 (9.7). С учетом полного адреса (АО—

А11) определяется состояние выходных шин запоминающего устройства РВОМ (выходы

D00 — 007), которое фиксируется в регистре

RG 6(9 8). На выходе этого регистра (01, Q2Q8) в двоичном коде представлена продольная координата локомотива с учетом отклонения скорости вращения локомотивной антенны в допустимых пределах.

Блок контроля БК(10) определяет, то что при очередном импульсе с генератора G (8) 1832093 (при очередном шаге опроса) положение локомотива изменилось не более чем на одну единицу. Такая проверка достигается тем, что содержимое регистров RG 6(9,6) и RG

7(10,1) (содержит информацию о координате локомотива при двух смежных шагах опроса) поступает на вход субтрактора SUB, где из предыдущей координаты места нахождения локомотива вычитается новая. Один из цифровых фильтров (логические элементы)

ИЗ, И4, И5), при изменении координаты локомотива не более чем на единицу, на своем выходе имеет пониженный потенциал, и исключает посредством логического элемента

И6 {10.7) трансляцию импульса с формирователя FL 13(10.3) на вход логического элемента ИЛИ 7(10.8) и далее на вход S триггера Т 2{10.9). Формирователь Р1

13{10,3) формирует импульс в момент окончания отсчета угла, когда плоскость рамки локомотивной антенны совпадает с направлением на стационарную антенну А2 (5) (фиг.1). Понижение потенциалов происходит на логических элементах И 3(10.4), И

4(10.5) И 4(10,6) соответственно при стоянке локомотива, движении в нечетном и движении в четном направлениях. Это понижение потенциала на элементах И 4(10.5) и И

5{10.6) устанавливает триггер Т 3(11.1) в соответствии с направлением движения. Если при этом локомотив был в районе оси станции, то на всех входах логического элемента

ИЛИ 8(11,2) потенциал понижен, а на его всех выходах повышен. Это позволяет установить триггер Т 4{11.5) в положение, которое соответствует месту нахождения локомотива относительно станции (нечетная сторона НС, четная — ЧС). Отсутствие линии 1 на входе логического элемента ИЛИ

8(11,2) позволяет избе>кать ситуации, когда установка триггера ТЗ в новое положение происходит позже появления логических нулей на всех выходах регистра RG 6(9.8), что проведет к несвоевременному открытию логических элементов И 9{11.2) или И10 (11.3) для установки триггера (11.4) в надле>кащее состояние, Кнопка КВ (10.11) позволяет установить триггер Т 2(10,9) в исходное положение после сбоя в работе схемы.

Итак, устройство контроля продольной координаты обеспечивает контроль за местом нахождения локомотива (на выходах

УОВК 1К, 2К...8К появляется информация о координате местонахождения локомотива, на выходах УН НС. ЧС вЂ” о горловине), направлением движения (выходы УН НН и ЧН) и исправностью локомотивных и стационарных устройств (выход УН НИ).

50 дами соединенного с одними выходами

55,другого счетчика, другие выходы которого

В качестве элементов схемы предусматриваются следующие ИМС: АПП-К564ИР13 (схема АЦП приведена в (3) на стр.260), RG564ИР6 {{4) стр, 249 — 252),.СТ вЂ” 564ИЕ10 ((4) стр, 231 — 232), К-564ИП2. Перечисленные элементы не обладают свойствами приборов первого класса надежности, а поэтому устройство должно быть продублировано и схемы совпадения должны определять достоверность работы устройства.

Аналитические исследования заявляемого устройства определения координаты локомотива показали, что по сравнению с прототипом заявляемое устройство обеспечивает контроль продольной координаты локомотива за счет чего может быть определено точное место нахождения (продольная и поперечная координаты) локомотива, и на базе этого построено устройство исключения проезда маневрового запрещающего светофора.

Формула изобретения

1. Устройство для определения координаты локомотива, содержащее установленные на локомотиве передатчики и установленные на стационарном пункте приемники, блок контроля, блок определения направления движения и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено блоками поиска перелома уровня сигнала. генератором импульсов, блоком отсчета интервала времени, входами подключенными к выходам блоков поиска перелома уровня сигнала, входы которого соединены с выходами приемников, тактовые входы — с выходами генератора, а выходы — с входами блока контроля, выход которого подключен к входу блока определения направления движения, выходом соединенного с блоком регистрации, причем выход генератора импульсов подключен к тактовым входам блока поиска перелома уровня сигнала, 2. Устройство поп.1, отл и ч а ю щеес я тем, что блок отсчета времени содержит счетчики, элемент памяти, регистры, элементы И, триггер, входом которого образован один из входов блока. а выход подключен к входу одного из счетчиков, выхсды которого подключены к одним входам элемента памяти, другие входы которого соединены с выходами одного регистра, вхочерез первый элемент И соединены с одним из входов второго элемента И, другим входом которого образован вход блока, а выходом образован первый выход блока, другие выходы которого образованы выходом вто1832093

Яч) рого регистра, входами соединенного с выходами элемента памяти, а тактовый вход блока образован тактовыми входами одного и другого счетчиков

3. Устройство по п.1, о т л и ч а го щ е ес я тем, что блок поиска перелома уровня сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, входами которого образован

10 вход блока, компаратор, выходом которого через формирава-.ель им.".Улиссов 05p83938b выход блока, регистры, ВхОды Одного ьз кОтОРЫХ ПОДКЛЮЧЕНЫ К ВЫХОДаМ аНаЛОГО-ЦИфpoBol преобразователя, а Выходы подклгочены к входам другого регистра и к

Одним входам (<ÎìïçäÿòÎÎé, другие Входы которого соединены с выходами друго-о регистра.

1832093

Составитель Ю.Полевой

Техред M. Моргентал

КорректоР С.Пекарь

Редактор С.Рожкова

Заказ 2602 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

1

1 !