Устройство управления движением транспортного средства

Устройство управления движением транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик ( ( ( ( и ( (1

6д

4 (д )

ОО ,>

1) 4812278/24

2) 10.04.90

6) 30.08,93. Бюл. ¹ 32

1) Ленинградский институт авиационного иборостроения

2) B,È. Петров. Г.Н. Петрова и Т.Л. Валович

6) Авторское свидетельство СССР

1427784, кл. В 60 К 1/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1407789, кл. В 25 J 9/16, 1987.

4) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

7) Изобретение относится к системам упвления транспортным средством и может ть использовано для управления комму!

Изобретение относится к системам упр аления транспортными средствами и мож т быть использовано для управления к ммунальным транспортом, например, жел знодорожного или водного типа, в частнос и поездами метрополитена или речными т амвайчиками, Целью изобретения является повышение быстродействия, На фиг. 1 иллюстрируется схема движен я транспортных средств; на фиг. 2 — диагр мма скоростей транспортных средств на и регоне; на фиг. 3 — функциональная схема у ройства управления движением системы т анспортных средств; на фиг. 4 — схема с рвопривода движения БТС; на фиг. 5 и 6— с ответственно конструктивная и функцион льная схемы датчика относительного пол жения; на фиг. 7 — схема блока

„„533 1837328 Al

28, первый и второй индикаторы 7 и 29. 8 ил. определения расчетного времени; на фиг. 8— схема измерителя фактического времени, Устройство содержит размещаемые на борту каждого БТС вход/выход управления

1, сервопривод 2, первый регистр 3, блок определения скорости 4, триггер 5, элемент

И 6, индикатор 7, генератор тактовых импульсов 8, первый счетчик 9, первый узел сравнения 10, второй узел сравнения 11, первый блок постоянной памяти 12, второй счетчик 13, первый привод грузообмена 14, третий узел сравнения 15, блок коммутации

16, первый вычитатель 17, второй вычитатель 18, третий вычитатель 19, второй блок постоянной памяти 20, третий блок постоянной памяти 21, второй регистр 22, четвертый узел сравнения 23, элемент И 24, второй элемент И 25, маркер 26 положения, второй

1837328 вход/выход управления 27, второй привод

28 грузообмена, второй индикатор 29.

Сервопривод движения 2 содержит датчик относительного положения 30, блок 31 определения расчетного времени, измеритель 32 фактического времени, элемент 33 сравнения, усилитель 34 мультиплексор, тяговый привод 35.

Элемент сравнения 33 содержит блок

36 вычитания и цифроаналоговый преобразователь 37. Датчик относительного положения 30 содержит линейку датчиков маркера 38, элемент ИЛИ 39, схему 40 временной задержки, Т-триггер 41, шифратор

42, второй элемент ИЛИ 43.

Блок определения расчетного времени

31 включает четвертый блок 44 адресной памяти, первый 45 и второй 46 буферные регистры. Измеритель фактического времени 32 содержит второй генератор 47 импульсов, третий 48 и четвертый 49 буферные регистры, накапливающий счетчик 50.

Устройство работает следующим образом. В процессе внедрения устройства формируются блоки постоянной памяти t2, 20, 21 и 44. Перед эксплуатацией устройства триггер 5, регистр 3 и второй регистр 22, счетчик 13, счетчик 9 обнуляются. Цепи начального обнуления не показаны. Поскольку работа устройства управления на перегонах трассы аналогична, рассмотрим его работу на одном перегоне между двумя остановками БТС, За счет работы устройства на предыдущем перегоне трассы и состояния останова

БТС на станции на выходах режима, параметра скорости, команды движение и команды реализации обмена формируются соответственно единичный сигнал, нулевой аналоговый сигнал, нулевой сигнал и единичный сигнал, На выходе команды отказ сформирован единичный сигнал, который перевел триггер 5 в нулевое состояние. Так как счетчик 9 сбрасывается в нулевое состояние лишь в случае догона БТС транзитным транспортным средством, то его содержимое к моменту останова БТС на станции равно промежутку времени от момента расстыковки транспортных средств или от момента догона БТС новым ТТС до останова и продолжает наращиваться на остановке. К моменту начала движения БТС от станции по новому перегону второй регистр 22 содержит код времени равный времени движения БТС по предыдущему перегону от момента догона его ТТС (или,от момента расстыковки) до момента остановки БТС на станции, а в регистре 3 содержится код времени равный суммарному времени задержки БТС на предыдущем перегоне и стоянки

55 на станции. Это начальные значения указанных элементов формируются в процессе движения и останова на станции БТС по каждому перегону и их формирование будет описано далее.

Находясь на станции, оператор БТС следит за грузообменом и по его завершении или по истечении допустимого времени стоянки на выходе команды реализации обмена пульта управления 1 формирует нулевой сигнал, который поступает на привод грузообмена 14 БТС. В результате прекращается грузообмен на станции. После этого оператор БТС на выходе команды движение

1 формирует единичный сигнал, который поступает на счетный вход счетчика 13 и на входы записи регистров 3 и 22, Счетчик 13 формирует номер следующего перегона. Этот номер перегона является адресом, по которому из памяти 12 выбираются коды второго и третьего резервов времен, которые поступают, соответственно, на вход третьего вычитателя 19, на первые входы второго 11 и третьего 15 узлов сравнения. Одновременно оператор БТС по выходам параметра скорости и режима формирует соответственные сигналы управления тяговым приводом БТС через усилитель мультиплексор 34 по его второму информационному входу и единичный управляющий сигнал. поступающий на управляющий вход усилителя мультиплексора 34.

В это время БТС перемещается под управлением оператора. Поскольку генератор импульсов непрерывно работает и его импульсыы поступают на счетный вход счетчика

9, то последний наращивает свое значение.

Коды содержимого счетчика 9 поступают на первый вход первого вычитателя 17 и на информационные входы первого 3 и второго

22 регистров, Поскольку на второй вход первого вычитателя 17 с выхода первого регистра 3 поступает код времени задержки

БТС, то на выходе первого вычитателя формируется чистое время движения БТС на текущем перегоне, Эти коды поступают на первые входы первого 10, второго 11 и третьего 15 узлов сравнения, и на вход младшей группы адресных разрядов третьего блока памяти 21.

В третьем вычитателе 19 из второго временного резерва вычитается нормативное время синхронизации транспортных средств и таким образом получается код первого временного резерва. Этот код поступает на вторые входы узла сравнения 10 и второго вычитателя 18. На выходе первого узла сравнения формируется единичный сигнал при условии, что время движения

БТС по данному перегону не превышает

1837328 ш б

Ф т

А

8 ж ч т э п в н з к н в к б к с э

r с и м ж и б э м

55 к в к м к э о с

У с м

P и рвый временной резерв. Одновременно, выходе второго блока памяти 20 по реьтатам кодов, содержащихся в регистре втором регистре 22, поступающих сооттственно на входы младших и старших пп адресных разрядов, формируется код вивалентной задержки БТС, Этот код попает на первый вход второго вычитателя, на выходе которого формируется код еченного первого временного резерва.

Укаэанный код поступает на вход старй группы адресных разрядов третьего ока памяти 21. На выходе этого блока рмируется код приглашения к догону, корый поступает на одноименный вход инкатора 7 и вход взведения триггера 5, ходной код третьего блока памяти 21 мот иметь единичное значение только в слуе предшествования догона БТС анзитным транспортным средством. Если от код равен единице, то активизируется ле догона индикатора 7 и триггер 5 передится в единичное состояние и единичй сигнал с триггера 5 поступает на вход прета элемента запрета 6. Тем самым блоруется воздействие датчика относительго положения 30 на счетчик 9, первый 3 и арой 22 регистры вплоть до поступления манды отказ, которая означает отказ раты оператора БТС с догнавшим его ТТС и торый переводит триггер 5 в нулевое соояние снимая тем самым блокировку с емента запрета 6.

Перед этой блокировкой счетчик 9, рестр 3 и второй регистр 22 устанавливаютв ноль единичным сигналом, который ступает на информациокный вход элента запрета 6 со схемы временной задери 40 датчика 30 относительного ложения, Если же выходной код третьего ока памяти 21 имеет нулевое значение, то о означает, что либо после последней конды "Отказ" не было догона БТС новым

С, либо означает что такой доган был, но настоящему моменту уже не существует еменных резервов для реализации стывки и, если оператор БТС до настоящего мента не принял мер по организации стывки с этим ТТС, то с настоящего момента их мер принимать уже нельзя, так как советствующее время уже упущено и ему едует подать команду "Отказ" с пульта равления 1.

При получении на индикаторе 7 сигнал иглашения к догону оператор БТС по выду параметра скорости формирует такие гналы, поступающие на вход усилителяльтиплексора, которые обеспечивают нащивание скорости БТС до скорости, евышающей скорость ТТС и движение

БТС в таком режиме вплоть до догона им

ТТС. Если при движении по перегону БТС догоняет ТТС, то последний воспринимается по его маркеру 26 поочередно датчиками линейки 28 сигналы с активированных датчиков линейки 38 попадают на соответствующие входы элемента ИЛИ 39 и на входы шифратора 42, где в целях сокращения разрядов унитарный код преобразуется во взвешенный двоичный код, Кроме того, с выходов средних разрядов линейки датчиков 38 импульсы поступают на вход второго элемента ИЛИ 43, на выходе которого формируется признак совмещения транспортных средств.

B результате на выходе элемента ИЛИ

39 возникают единичные импульсные сигналы, которые поступают на счетный вход Ттриггера 41, и через схему временной задержки 40 поступают на входы записи первого 45 и второго 46 буферных регистров блока 31 определения расчетного времени, на вход установки нуля накапливающего счетчика 50 измерителя фактического времени 32, на вход блока 4 и на информационный вход элемента И 6.

Одновременно коды смещения БТС относительно ТТС, поступающие с шифратора

42 на первый вход блока 31 определения расчетного времени и значение кода, формируемое на выходе блока 4 определения относительной скорости, выдаваемое на вход четвертого компаратора 23 и на второй вход блока 31 определения расчетного времени, будут характеризовать, соответственно, текущее смещение и скорость БТС относительно ТТС. Изменением сигнала скорости движения с пульта управления 1 оператор подстраивает скорость движения

БТС к скорости ТТС.

Величина относительной скорости поступает на четвертый узел сравнения 23, где сравнивается с допустимой относительной скоростью движения поездов. Если эта скорость лежит в допустимых пределах, то единичный сигнал с четвертого узла сравнения

23, поступает на второй вход элемента И 24.

При наличии единичного сигнала на первом входе элемента И 24, т,е. при наличии соответствующего временного резерва на выходе первого элемента И 24 формируется единичный сигнал, который поступает на вход приглашения к стыковке индикатора 7 и активизирует соответствующее поле этого индикатора. В режиме автоматической стыковки нулевой сигнал с выхода режима поступает на управляющий вход усилителя-мультиплексора 34. При этом, выход усилителя-мультиплексора 34 связывается с его первым входом, Таким образом, 1837328 включается в работу сервопривод движения

2 БТС. Импульсы, поступающие с выхода элемента ИЛИ 39 на вход синхронизации блока 31 определения расчетного времени означает изменение состояния активности линейки датчиков 38, т.е, перемещение БТС относительно ТТС.

Интервалы между передними фронтами этих импульсов, представленные неизменным состоянием Т-триггера 41, характеризуют фактическое. время смещения транспортных средств на величину, равную расстоянию между геометрическими центрами датчиков линейки 38. Сигналы с прямого выхода Т-триггера 41 поступают на входы чтения и запрета записи первого буферного регистра 45 блока 31 определения расчетного времени и входы чтения и записи, соответственно, третьего 48 и четвертого 49 буферных регистров измерителя фактического времени 32.

Сигналы с инверсного выхода Т-триггера 41 поступают на входы чтения и запрета записи второго буферного регистра 46 блока 31 определения расчетного времени и записи и чтения, соответственно, третьего

48 и четвертого 49 буферных регистров измерителя фактического времени 32. При этом, в блоке 31 определения расчетного времени по каждому нулевому сигналу на входах чтения и запрета записи первого буферного регистра 45, последний отключается от выходной шины блока 31 определения расчетного времени.

По фронту единичного сигнала записи с соответствующей ячейки адресной памяти

44 блока 31 определения расчетного времени в первый буферный регистр 45 записывается расчетное время изменения активности линейки датчиков 38 датчика 30 относительного положения. Этот код хранится в первом буферном регистре 45 и выдается на выходную шину блока 31 определения расчетного времени в течении следующего временного интервала сохранения активности линейки датчиков 38, определяемого единичным сигналом на входе чтения первого буферного регистра 45.

Во время чтения первый буферный регистр 45 закрыт для записи. В это время запись очередного кода расчетного времени происходит во второй буферный регистр

46, который по управляющим сигналам чтения и запрета записи находится в противофазе с первым буферным регистром 45.

Таким образом, если один из указанных регистров выдает очередное расчетное время текущего интервала сохранения состояния активности линейки датчиков 38, то другой буферный регистр в это время подготавли5 пают на первый вход четвертого блока вычитания 36 элемента сравнения 33. На

15 ные сигналы на счетный вход накапливающего счетчика 50.

При поступлении единичного сигнала

35

50

30 вает расчетное время для следующего такого интервала.

Коды расчетных времен с выхода блока

31 определения расчетного времени постувторой вход этого устройства поступают соответствующие коды фактических времен сохранения состояния активности линейки датчиков 38 датчика 30 относительного положения с выхода измерителя фактического времени 32, которые формируются следующим образом. Второй генератор импульсов

47 непрерывно выдает единичные импульсустановки нуля накапливающий счетчик 50 переходит в нулевое состояние и с этого времени начинается отсчет очередного фактического времени, Количество импульсов, поступивших в накапливающий счетчик 50 до следующего сигнала обнуления представляет собой искомое фактическое время.

Код формируемого фактического времени с выхода накапливающего счетчика 50 поступает на информационные входы третьего 48 и четвертого 49 буферных регистров и записывается в тот из указанных буферных регистров, на входе записи которого, в течение текущего интервала сохранения состояния активности линейки датчиков 38 имеет место единичный сигнал. Поскольку единичный сигнал записи сохраняется вплоть до конца рассматриваемого интервала времени, то к моменту перевода этого буферного регистра из режима записи в режим чтения его состояние будет отображать искомое фактическое время и, которое в следующем интервале сохранения состояния активности линейки датчиков 38, выдается на выходную шину измерителя фактического времени 32, По управляющим сигналам записи и чтения третий 48 и четвертый 49 буферные регистры работают в противофазе, поэтому, если в течение какого-либо интервала времени, один из укаэанных буферных регистров выдает на выход измерителя фактического времени 32 фактическое время по предыдущему интервалу сохранения активности состояния линейки датчиков 38, то в другом буферном регистре, в это время, формируется фактическое время для текущего интервала времени, которое будет выдаваться на выходе измерителя фактического времени 32 в течение следующего интервала сохранения состояния активности линейки датчиков 38.

В четвертом блоке вычитания 36 блока сравнения ЗЗ осуществляется формирова1837328

10 ие рассогласования между расчетными и актическими временами и коды этих ассогласований поступают на информаионный вход цифроаналогового преобравателя 37. Эти коды записываются в ЦАП

7 по передним фронтам единичных имульсов с выхода схемы временной задержи 40 датчика 30 относительного оложения, где хранятся в течении соответвующих интервалов времени.

Одновременно в ЦАП 37 поступающие ды преобразуются в аналоговые сигналы, торые с выхода этого блока поступают рез усилитель-мультиплексор 34 по его ервому информационному входу на тягоые приводы 35 БТС. Поскольку сервоприод движения 2 БТС стремится свести к улю рассогласование расчетного и фактиского времен, то постепенно обеспечиватся синхронизация движений анспортных средств. В результате такой нхронизации, на выходе второго элеменИЛИ 43 датчика относительного положеия формируется единичный сигнал ризнака совмещения, который поступает а первый вход второго элемента И 25, На орой вход этого элемента поступает сигan со второго компаратора 11. Если этот гнал равен единице, следовательно, суествует резерв времени для грузообмена на втором элементе И 25 тоже формируетединичный сигнал, который через третий нал блока 16 поступает на второй индикат р 29, активируя при этом поле приглашеия к грузообмену. При отсутствии нештатных ситуаций на борту ТТС операт р с выхода признака готовности к грузобмену второго пульта управления 27 по ятому каналу блока 16 на индикатор 7 поает сигнал приглашения к грузообмену, корый активирует соответствующее поле ого индикатора.

Оператор БТС по сигналу приглашения грузообмену с индикатора 7 на выходе

ыдает команду грузообмена, которая в вие единичного сигнала поступает на привоы грузообмена-14 БТС и по первому каналу ока связи 16 на вход второго привода г узообмена 28. В результате осуществляся одновременная работа приводов БТС и

ТС (например, одновременное открытие верей). Если со второго пульта управления через блок 16 единичный сигнал приглаения к грузообмену не поступает на индитор 7 и, следовательно, соответствующее оля индикатора не загораются — это означ ет, что на ТТС возникла какая-то внештатая ситуация.

Грузообмен между транспортными средствами должен завершиться не позд1

40 видуальным движением и снижением скорости движения БТС до расчетной крейсерской скорости и после расхождения

5

35 нее момента перехода БТС к торможению для остановки на очередной станции. Признаком необходимости завершения обмена является формирование единичного сигнала на выходе третьего узла сравнения 15, где осуществляется сравнение текущего времени с третьим временным резервом, При этом единичный сигнал с выхода третьего узла сравнения 15 поступает на вход приглашения к завершению грузообмена первого индикатора 7. Такой же сигнал по четвертому каналу блока 16 поступает на одноименный вход второго индикатора 29.

По полученному сигналу на втором индикаторе 29, при отсутствии внештатных ситуаций оператор ТТС по выходу признака завершения готовности к грузообмену должен сформировать единичный сигнал, который по шестому каналу блока 16 поступает на вход внешней готовности завершения грузообмена индикатора 7, активируч соответствующее поле этого индикатора. При наличии этого сигнала оператор БТС снимает команду грузообмена на одноименном выходе. При этом приводы грузообмена на

БТС и ТТС прекращают свою работу(например, закрывают двери транспортных средств). После этого, оператор БТС, выдачей сигнала на выходе режима, соответствующего единице, переводит БТС в режг ручного управления для остановки его н:: очередной станции.

При возникновении внештатной ситуации на ТТС в процессе приглашения к грузообмену транспортных средств оператор

БТС отказывается от стыковки транспортных средств и подачей единичного сигнала на выходе режима переводит БТС в режим ручного управления с последующим индитранспортных средств формирует единичный сигнал на выходе команды "Отказ", по которой триггер 5 сбрасывается в нулевое состояние и тем самым устройство управления подготавливается к совместной работе со следующим ТТС. В этом случае, при догоне БТС новым ТТС на выходе элемента И 6 возникает серия единичных сигналов по числу датчиков линейки 38; которые обнуляют содержимое счетчика 9 и первого 3 и второго 22 регистров. Далее, под действием генератора импульсов 8 счетчик 9 начинает наращивать свое значение и если до конца текущего перегона первый временной резерв достаточен для стыковки, то операция стыковки осуществляется описанным выше способом, Если же временных резервов не достаточно для осуществления стыковки, то

1837328

12 попытка стыковки переносится на следующий перегон и БТС продолжает двигаться в режиме ручного управления вплоть до остановки на ближайшей станции маршрута.

При этом в момент остановки в регистре 22 фиксируется остаточное время движения по перегону. В регистре 3 формируется суммарное время задержки БТС, а на выходе второго блока памяти 20 формируется эквивалентная задержка с учетом которой на выходе третьего блока памяти 21 формируется сигнал приглашения к догону.

Далее работа устройства осуществляется вышеописанным образом. В случае возникновения внештатной ситуации на борту

ТТС в процессе грузообмена транспортных средств поле признака внешней готовности к завершению грузообмена индикатора 7 не активируется. Это говорит оператору БТС о невозможности расстыковки транспортных средств по причине внештатной ситуации на борту ТТС. В этом случае, а также в случае возникновения внештатной ситуации на борту БТС, оператор БТС выдает в виде единичного .сигнала команду аварийного движения на одноименном выходе, которая поступает через блок 16 по второму каналу на вход аварийного движения второго индикатора 29, активируя соответствующее поле. По этому сигналу оператор ТТС берет инициативу управления системой 2-х транспортных средств на себя и обеспечивает аварийное управление (например торможение) таким образом, чтобы не потерять синхронизацию транспортных средств в процессе торможения.

Формула изобретения устройство управления движением транспортного средства, содержащее сервопривод, причем вход значения скорости и вход режима движения устройства подключены соответственно к первому и второму входам сервопривода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит блок определения скорости, блок коммутации, с первого по третий блоки постоянной памяти, с первого по третий вычитатели, первый и второй счетчики, первый и второй регистры, триггер, с первого по четвертый узлы сравнения, генератор тактовых импульсов, первый, второй и третий элементы И, первый и второй приводы грузообмена, первый и.второй индикаторы, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к счетному входу счетчика, информационный выход которого подключен к первому информационному входу первого вычитателя и к информационным входам первого и второго регистров, выход первого регистра подключен к первому ад20

30

35 ключены соответственно к входу установки

40 в "0" триггера и к первому управляющему входу блока коммутации, второй и третий

5

15 ресному входу первого блока постоянной памяти и к второму информационному входу первого вычитателя, выход второго регистра подключен к второму адресному входу первого блока постоянной памяти, выход которого подключен к первому информационному входу второго вычитателя, информационный выход которого подключен к первому адресному входу второго блока постоянной памяти, выход которого подключен к входу установки в "1" триггера и к первому входу первого индикатора, вход команды "Движение" устройства подключен к входам записи-считывания первого и второго регистров и к счетному входу второго счетчика; информационный выход которого подключен к адресному входу третьего блока постоянной памяти, выход которого подключен к первому информационному входу первого узла сравнения и к первому информационному входу третьего вычитателя, информационный выход которого подключен к второму информационному входу второго вычитателя и к первому информационному входу второго узла сравнения, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого индикатора, вход параметра грузообмена устройства подключен к входу первого привода грузообмена и к первому информационному входу блока коммутации, выходы с первого по шестой которого подключены соответственно к входу второго привода грузообменом, к первому, второму и третьему входам второго индикатора, к третьему и четвертому входам первого индикатора, входы "Отказ движения", и "Авария движения" устройства подинформационные входы которого подключены соответственно к входу признака "Готовность к грузообмену" и к входу признака

"Приглашение к грузообмену" устройства, первый выход сервопривода подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к второму управляющему входу блока коммутации, второй выход сервопривода подключен к информационному входу блока определения скорости и к первому входу третьей элемента И, выход которого подключен к входам установки в

"0" первого счетчика, первого и второго регистров, выход блока определения скорости подключен к третьему входу сервопривода и к первому информационному входу третьего узла сравнения, второй информационный вход и выход которого подключены соответственно к входу значения "Допусти14

1837328 синхронизация обмвн независимое движение

Фиг. I

Фиг.2

33 ь ая скорость" устройства и к второму входу и рвого элемента И, выход триггера подючен к второму входу третьего элемента, информационный выход первого вычитат ля подключен к второму адресному входу в орого блока постоянной памяти, к вторым и формационным входам первого и второго у лов сравнения и к первому информационн му входу четвертого узла сравнения, выход которого подключен к пятому входу первого индикатора и к третьему управляющему входу блока коммутации, выход первого узла сравнения подключен к второму входу

5 второго элемента И, выход третьего блока постоянной памяти подключен к второму информационному входу четвертого узла сравнения.

1837328 ба.д

1837328

ТРакзивное вранслор пное

pedcmA

1837328

I

Составитель В.Петров

Техред М.Моргентал Корректор О.Густи

Редактор

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

Заказ 2867 Тира,ж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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