Сигнальное устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства

Сигнальное устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства

Реферат

 

Использование: рельсовый транспорт, аварийные предупредительные системы. Сущность изобретения: передающие и приемные элементы сигнального устройства выполнены в виде связанных с контактной сетью токосъемников или связанных с рельсами колес. Сформированные установленным на локомотиве излучателем пачки высокочастотных импульсов поступают на перемычку, которая образована встречным составом, и возвращаются в блок определения временного сдвига посланного и принятого сигналов. Интервал между указанными сигналами заполняется высокой частотой, а имеющийся счетчик подсчитывает число импульсов на данном интервале, которое и определяет в итоге расстояние до встречного состава. Предусмотренные в устройстве линии задержки полностью исключают возможность приема помех и ложных сигналов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам предупреждения аварий на рельсовом транспорте, но может быть использовано на любом виде транспорта, для которого имеется непрерывная электрическая связь по всей линии либо за счет рельса, либо за счет подвижных контактов (как у троллейбуса), либо за счет того и другого.

Преимущественным назначением изобретения следует считать предупреждение столкновения с подвижным объектом на железнодорожном транспорте, когда объект железнодорожный состав или дрезина.

На железнодорожном транспорте используется во время движения визуальное наблюдение за видимым участком пути, что позволяет при обнаружении какого-либо препятствия произвести аварийное торможение. Однако подобное техническое решение для предупреждения аварийных столкновений обладает рядом недостатков.

Невозможно, в частности, наблюдение пути на больной протяженности либо из-за скрытой местности, либо из-за темного времени года и суток. Имеет место значительная протяженность тормозного пути, длина которого зависит от многих факторов (состояния пути, загруженности состава и т.д.).

На железнодорожном транспорте находят применение путевые сигнальные устройства, обеспечивающие остановку состава при невозможности использования следующего участка пути, либо из-за ремонтных работ, либо из-за нахождения на нем состава.

Однако такое предупреждение аварийных ситуаций не всегда надежно, а сбои устройств приводят к аварии.

Наиболее близким к описываемому является сигнальное устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства, содержащее излучатель сигналов с генератором импульсов и передающим элементом на выходе, а также приемный элемент, выходом подключенный к блоку определения временного сдвига посланного и принятого сигналов, который связан с узлом регистрации (см. патент США N 4151969, B 61 L 25/02, 1979).

Недостаток указанного устройства определяется трудностью обнаружения объекта на пути, если часть его закрыта местными выступами (лес, туннель и т. д.), поскольку распространение электромагнитных волн в используемом диапазоне частот имеет прямолинейный характер. Кроме того, устройство восприимчиво к воздействию различного рода помех, искажающих итоговые результаты.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, а именно, обеспечение возможности использования сигнального устройства при любом характере местности и сведение его работы к минимальной зависимости от помех.

Поставленная цель достигается тем, что в сигнальном устройстве для определения местоположения рельсового транспортного средства, содержащем излучатель сигналов с генератором импульсов и передающим элементом на выходе, приемный элемент, выходом подключенный к первому входу блока определения временного сдвига посланного и принятого сигналов, выход которого подключен к входу блока сигнализации, излучатель сигналов снабжен счетчиком импульсов, входом связанным с выходом генератора импульсов, и элементом совпадения, первый вход последнего подключен к выходу счетчика импульсов, второй вход к выходу генератора импульсов, выход и второй вход этого элемента совпадения образуют соответственно основной и вспомогательный выходы излучателя сигналов, причем блок определения временного сдвига составлен из последовательно соединенных входного фильтра и ограничителя времени приема сигнала, вход первого из которых образует вход указанного блока, а выход второго его выход, при этом вспомогательный выход излучателя сигналов соединен со вторым входом упомянутого блока определения временного сдвига.

Поставленная цель достигается также тем, что ограничитель времени приема сигнала составлен из двух линий задержки, устанавливающих соответственно минимальное и максимальное время сдвига принятого сигнала относительно сигнала излучателя, входы которых объединены, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам триггера, выход последнего соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого через третий элемент совпадения связан со входом второго счетчика импульсов, выход которого образует выход ограничителя времени приема, а объединенные входы линий задержки и второй вход второго элемента совпадения образуют соответственно первый и второй входы этого ограничителя, при этом второй вход третьего элемента совпадения подключен к объединенным входам линий задержки, а второй вход ограничителя образует второй вход блока определения временного сдвига.

Наконец, достижению поставленной цели способствует то, что данное сигнальное устройство установлено на транспортном средстве, а упомянутые передающий и приемный элементы выполнены в виде связанных с контактной сетью токосъемников или связанных с рельсами колес.

На фиг. 1 представлена общая схема объектов и образование электрической цепи между составом и объектом на пути; на фиг.2 структурная схема описываемого устройства, а на фиг.3 графическое изображение сигналов в определяющих точках электрической схемы (в точках а, b, c, d по фиг.2).

Локомотив состава 1 (фиг. 1) снабжен сигнальным устройством 2 и имеет контакты 3 (3.1, 3.2) с неподвижными токопроводящими элементами 5 железной дороги. На железнодорожном пути навстречу движется другой состав 4, который также имеет контакты с неподвижными элементами 5 железной дороги, причем электрически цепь контактов 3 и элементов 5 замыкается. В качестве элементов 5 могут быть два рельса и тогда замыкание пути осуществляется колесами и осью локомотива состава 4. В качестве элементов 5 могут быть использованы токопроводящая линия с токосъемником и один из рельсов.

Генератор импульсов (далее ГИ) 6 (фиг.2) соединен со счетчиком 7, выход которого подключен к потенциальному входу вентиля 8, а импульсный вход названного вентиля соединен с ГИ 6. Выход вентиля 8 через контакты 3 и элементы 5 с перемычкой на составе 4 образует замкнутую электрическую цепь. Элементы 6, 7, 8 составляют излучатель 9. Приемным элементом является контакт 3. 2. Блок определения временного сдвига 10 содержит высокочастотный фильтр 11.1, амплитудный ограничитель 11.2 параллельно соединенные линии задержки 12, 13. Линия задержки 12 установлена на минимальный регистрируемый сдвиг времени относительно посланного сигнала, а линия задержки 13 на максимальный временной сдвиг. Линии задержки 12, 13 соединены с потенциальными входами триггера 14, а его выход, соответствующий потенциальному входу линии задержки 12, подключен к потенциальному входу вентиля 15. Вентиль 15 расположен в цепи между ГИ 6 и счетчиком 16 последовательно с вентилем 17, потенциальный вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя 11.2. Счетчик 16 подключен к дешифратору 18 и табло 19.

Действует аварийное сигнальное устройство следующим образом.

Рассматривается случай, когда составы 1, 4 двигаются навстречу друг другу. ГИ 6 вырабатывает последовательность незатухающих колебаний, как показано на диаграмме фиг.3а. На выходе вентиля 8 получается последовательность сигналов с заполнением несущей частотой от ГИ 6, как показано на диаграмме фиг.3в. Период между импульсами определяется числом разрядов в счетчике 7 или выходом из выбранного разряда. После переполнения счетчика 7 происходит его сброс. Через контакт 3.1 и элементы 5 поступают сигналы на перемычку, которая образована составом 4, контакт 3.2 и далее в фильтр 11.1, который пропускает только частоту ГИ-6 с отклонением от заданной частоты в зависимости от его добротности.

Далее сигнал направляется на амплитудный ограничитель 11.2. Последний не пропускает минимально установленный сигнал, который может быть вызван помехой, и максимальный сигнал, который вызывается при использовании рельсов образованными перемычками, шунтирующими основную электрическую цепь. Такие пункты образуются и самой осью, если контактами служат сами колесные пары и стрелки. Общее у всех шунтов будет то, что сигнал через них пройдет максимальной величины по амплитуде, если шунт близко расположен от излучателя, или сдвиг временной между посланным и принятым сигналом будет мал.

Временную селекцию осуществляют линии задержки 12, 13. Время на линии задержки 12 установлено таким, чтобы исключить прохождение сигналов от шунтов внутри состава 1, а время на линии задержки 13 устанавливается с учетом максимального по скорости сближения составов 1,4 при их максимальной скорости и возможности аварийного торможения состава 1 с подачей его в обратном направлении.

Потенциальный выход триггера 14 соединен с потенциальным входом вентиля 15, который расположен в электрической цепи между ГИ 6 и счетчиком 16, поэтому указанный вентиль будет пропускать сигналы ГИ 6 на вход счетчика только в промежуток временной линии задержки 12, 13, а этот промежуток временной определяет сигналы от шунтов и максимальное расстояние до состава 4. Принятый сигнал подается на потенциальный вход вентиля 15 и, если он получен в промежуток временного сдвига, который определен линиями задержки 12, 13, то сигналы от ГИ 6 поступают на вход счетчика 16. Число поступивших сигналов определяет расстояние до состава 4. Со счетчика 16 полученный результат поступает на дешифратор 18 и табло 19. Оператор на локомотиве состава 1 будет наблюдать расстояние до встречного состава 4.

При использовании предложенного устройства необходимо учитывать ряд рекомендаций.

1. Наихудший случай имеет место, когда электрическая цепь образована полностью рельсами. Лучший случай будет при использовании токосъемника и одного из рельсов. В последнем случае отсутствуют шунты, кроме стрелок. Однако положения стрелок при длительной работе на одном участке оператору известны, поэтому он может их исключить.

2. Одновременно с результатом на табло 19 необходимо подавать звуковой сигнал для привлечения внимания оператора.

3. Если встречный состав движется, то оператор всегда отличит его от стрелок и других шунтов, создающих ложные ситуации.

4. Возможность изменения периода следования сигналов выводом с различных разрядов счетчика 7 позволяет исключить "чужие" сигналы с помощью фильтра 11.1 как по несущей частоте, так и по частоте сигналов после вентиля 8 (фиг. 3b).

5. Ограничитель амплитуды 11.2 является блоком необязательным, т.к. осуществляет избыточную защиту. Максимальный по амплитуде сигнал не пройдет из-за ограничения по минимальному времени, а минимальный сигнал маловероятно может пройти из-за фильтра 11.1. Переходное сопротивление и его изменение при использовании высокочастотных колебаний ГИ 6 практически не сказывается на работе устройства.

6. Всесигнальное устройство может быть создано на серийно выпускаемых блоках, например, типа "Спектр" (разработчик Нальчинский завод радиоаппаратуры).

7. Линии задержки 12, 13 полностью снимают возможность приема помех и ложных сигналов как дальних, так и ближних, кроме стационарных перемычек на стрелках, но и они исключаются при движущемся встречно или в одном направлении cоставе 4.

Таким образом, предложенное сигнальное устройство решает все поставленные задачи по предотвращению аварий на железных дорогах, которые влекут и человеческие жертвы и большие материальные потери, причем устройство может быть установлено на всех действующих локомотивах или других силовых агрегатах, например, паровозах.

Формула изобретения

1 1. Сигнальное устройство для определения местоположения рельсового транспортного средства, содержащее излучатель сигналов с генератором импульсов и передающим элементом на выходе, приемный элемент, выходом подключенный к первому входу блока определения временного сдвига посланного и принятого сигналов, выход которого подключен к входу блока сигнализации, отличающееся тем, что излучатель сигналов снабжен счетчиком импульсов, входом связанным с выходом генератора импульсов, и элементом совпадения, первый вход последнего подключен к выходу счетчика импульсов, второй вход к выходу генератора импульсов, выход и второй вход этого элемента совпадения образуют соответственно основной и вспомогательный выходы излучателя сигналов, причем блок определения временного сдвига составлен из последовательно соединенных входного фильтра и ограничителя времени приема сигнала, вход первого из которых образует вход указанного блока, а выход второго его выход, при этом вспомогательный выход излучателя сигналов соединен с вторым входом упомянутого блока определения временного сдвига.2 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ограничитель времени приема сигнала составлен из двух линий задержки, устанавливающих соответственно минимальное и максимальное время сдвига принятого сигнала относительно сигнала излучателя, входы которых объединены, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам триггера, выход последнего соединен с первым входом второго элемента совпадения, выход которого через третий элемент совпадения связан с входом второго счетчика импульсов, выход которого образует выход ограничителя времени приема, а объединенные входы линий задержки и второй вход второго элемента совпадения образуют соответственно первый и второй входы этого ограничителя, при этом второй вход третьего элемента совпадения подключен к объединенным входам линий задержки, а второй вход ограничителя образует второй вход блока определения временного сдвига. 2 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно установлено на транспортном средстве, а упомянутые передающий и приемный элементы выполнены в виде связанных с контактной сетью токосъемников или связанных с рельсами колес.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3