Устройство регистрации сигналов и параметров кодов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (алсн)

Устройство регистрации сигналов и параметров кодов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (алсн)

Реферат

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано в устройствах автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН) для регистрации кодовых сигналов АЛСН в рельсовых цепях в моменты сбоев локомотивной аппаратуры дешифрации кодовых сигналов АЛСН.

Движение поездов, как известно, регулируется АЛСН, включающей напольные и локомотивные устройства. Напольные устройства обеспечивают передачу в рельсовые цепи специальных кодовых сигналов, которые принимаются и дешифрируются локомотивным оборудованием. Результаты дешифрации отображаются на локомотивном светофоре и используются для принятия решений о движении поезда.

Напольные и локомотивные устройства АЛСН эксплуатируются в сложных механических и климатических условиях, в связи с чем допускают сбои в работе, ведущие, в конечном итоге, к нарушению графика движения поездов. Поэтому снижение количества сбоев АЛСН является актуальной задачей, решение которой в значительной мере зависит от возможности выяснения причин сбоев АЛСН. Отметим также, что ряд сбоев АЛСН проявляется именно при прохождении подвижного состава по «сбойной» рельсовой цепи.

Известен комплекс средств сбора и регистрации данных КПД-3, регистрирующий состояние сигналов АЛСН в электронный модуль энергонезависимой памяти (Л.Е.Венцевич. Локомотивные скоростемеры и расшифровка скоростемерных и диаграммных лент. М.: УМК МПС России, 2002 г., с.215-260).

Недостатком комплекса является то, что он не регистрирует сигналы и параметры кодов АЛСН, а только фиксирует конечные результаты работы устройств АЛСН (например, нарушение нормальной работы АЛСН из-за внезапного появления кода «КЖ» или другого сбоя огней).

Известны также устройства, регистрирующие временные и амплитудные параметры кодовых сигналов АЛСН в энергонезависимую память (ж. «Железные дороги мира», №7, 2003 г., с.61-68; Устройство регистрации параметров числового кода АЛС в рельсовых цепях (УПН-АЛС/03), Руководство по эксплуатации ЯАЦВ.411734.002 РЭ. 2002 г.).

Недостатком указанных устройств является то, что они фиксируют и регистрируют параметры числового кода АЛСН и не обеспечивают возможности идентификации кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройств АЛСН.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является регистратор параметров кодов АЛСН РПК-7132 (Паспорт ПЭЛТ. 411252.011 ПС.2002 г.), содержащий устройство управления, последовательно соединенные приемные катушки локомотивной аппаратуры АЛСН, усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), подключенный к первому входу устройства управления, второй вход соединен с выходом локомотивной аппаратуры дешифрации кодовых сигналов АЛСН, третий вход соединен с датчиком угла поворота, четвертый вход подсоединен к клавиатуре, первый выход связан с индикатором, первый вход-выход подключен к энергонезависимой памяти устройства хранения кодовых сигналов, второй вход-выход подсоединен к таймеру и блоку интерфейсов для связи с компьютером.

Кодовый сигнал АЛСН в рельсовых цепях наводит в приемных катушках локомотивной аппаратуры АЛСН соответствующий аналоговый сигнал, который усиливается усилителем, преобразуется из аналоговой в цифровую форму и с помощью устройства управления записывается в энергонезависимую память. Одновременно в энергонезависимую память записываются дешифрированные сигналы АЛСН, поступающие с соответствующей локомотивной аппаратуры. Таким образом, в энергонезависимой памяти устройства сохраняется информация о форме кодовых сигналов АЛСН в рельсовой цепи.

Недостатком известного устройства является то, что оно осуществляет только непрерывную запись сигналов АЛСН. Это затрудняет идентификацию кодовых сигналов АЛСН в моменты сбоев устройства АЛСН и, соответственно, анализ сигналов в рельсовых цепях. Как следствие, снижается вероятность и повышается трудоемкость обнаружения сбоев в работе устройств АЛСН.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных характеристик и повышение эффективности устройства.

Решение указанной задачи достигается тем, что устройство регистрации сигналов и параметров кодов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), содержащее блок управления, последовательно соединенные приемные катушки аппаратуры АЛСН, усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), подключенный к соответствующему входу блока управления, а также датчик угла поворота, клавиатуру и подключенную к выходу приемных катушек аппаратуры АЛСН локомотивную аппаратуру дешифрирования кодовых сигналов АЛСН, подключенные к соответствующим входам блока управления, один из выходов которого подключен к индикатору, а два входа-выхода подключены соответственно к энергонезависимой памяти устройства хранения кодовых сигналов, таймеру и связанному с ним входом-выходом блоку интерфейсов, в отличие от прототипа дополнительно снабжено цифровым дешифратором кода АЛСН, соединенным с входом блока сравнения, второй вход которого подключен к аппаратуре дешифрирования кодовых сигналов АЛСН, а выход - к блоку управления, при этом цифровой дешифратор кода АЛСН соединен с выходом АЦП и входом оперативного запоминающего устройства с функцией цифровой линии задержки сигнала, связанного с входом блока управления.

Решение указанной задачи достигается также тем, что:

- устройство хранения кодовых сигналов дополнительно содержит блок сжатия и распаковывания цифровых данных, соединяющий энергонезависимую память с блоком управления;

- оперативным запоминающим устройством является устройство типа FIFO (First Input-First Output);

- блок управления выполнен в виде микроконтроллера.

На чертеже представлена блок-схема заявляемого устройства.

Устройство для регистрации сигналов и параметров кодов АЛСН включает усилитель 1, вход которого подсоединен к приемным катушкам локомотивной аппаратуры АЛСН 2, АЦП 3, вход которого подключен к выходу усилителя 1, а выход соединен с первым входом блока управления 4, выполненного, например, в виде микроконтроллера, при этом второй вход блока управления 4 связан с выходом локомотивной аппаратуры дешифрирования кодовых сигналов АЛСН 5, вход которой связан с выходом приемных катушек аппаратуры АЛСН. Третий вход блока управления 4 соединен с датчиком угла поворота 6, установленным на локомотиве, четвертый вход подключен к клавиатуре 7, первый выход соединен с индикатором 8, например, жидкокристаллическим, первый вход-выход подключен к входу-выходу устройства хранения кодовых сигналов 9, второй вход-выход подсоединен к таймеру 10 и блоку интерфейсов 11 для связи с компьютером посредством, например, интерфейсов RS-232 или USB; блок сравнения 12, первый вход которого подсоединен к выходу локомотивной аппаратуры дешифрирования кодовых сигналов АЛСН 5, а выход подключен к пятому входу блока управления 4; цифровой дешифратор кода АЛСН 13, вход которого соединен с выходом АЦП 3, а выход подключен ко второму входу блока сравнения 12, и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 14 типа FIFO, вход которого соединен с выходом АЦП 3, а выход связан с шестым входом блока управления 4. Устройство хранения кодовых сигналов 9 содержит энергонезависимую память 15 и блок сжатия и распаковывания цифровых данных 16, первый вход-выход которого является входом-выходом устройства хранения кодовых сигналов 9 и соединен с первым входом-выходом блока управления 4, а второй вход-выход подсоединен к входу-выходу энергонезависимой памяти 15. Устройство хранения кодовых сигналов 9 может содержать только одну энергонезависимую память, вход-выход которой в этом случае подключается к первому входу-выходу блока управления 4.

ОЗУ 14 типа FIFO представляет собой специальную форму безадресной памяти, используемую для создания буфера данных между входным и выходным потоками данных (Толковый словарь по вычислительным системам. Под ред. В.Иллингуорта и др. М., Машиностроение, 1989 г., с.391).

Устройство работает следующим образом.

С помощью клавиатуры 7 задается требуемый режим работы блока управления 4. Кодовый сигнал АЛСН в рельсовых цепях в виде амплитудно-модулированного сигнала наводит в приемных катушках аппаратуры АЛСН 2 соответствующий аналоговый сигнал, который усиливается усилителем 1, преобразуется из аналоговой в цифровую форму с помощью АЦП 3 и поступает для дешифрирования на вход цифрового дешифратора кода 13. На выходе дешифратора 13 формируется код огня, который поступает на второй вход блока сравнения 12, на первый вход которого подается аналогичный код огня с локомотивной аппаратуры дешифрирования кодовых сигналов АЛСН 5.

Кодовый сигнал АЛСН в цифровой форме непрерывно поступает в ОЗУ 14. Построение ОЗУ 14 с функцией цифровой линии задержки сигнала по типу FIFO (First Input-First Output) приводит к тому, что поступающие кодовые сигналы запоминаются и перемещаются от начала ОЗУ к его выходу. Выбирая объем ОЗУ 14, можно добиться хранения в ОЗУ 14 кодового сигнала необходимой длительности, что требуется для анализа кодового сигнала, предшествующего появлению сбоя.

В случае нормальной (без сбоев) работы аппаратуры АЛСН блок сравнения 12 формирует на своем выходе сигнал равенства и блок управления 4 не формирует сигнал «Запись» для записи данных, поступающих на его шестой вход с выхода ОЗУ 14, в энергонезависимую память 15 устройства хранения кодовых сигналов 9. В случае сбоя в работе аппаратуры АЛСН блок сравнения 12 не формирует на своем выходе сигнал равенства и блок управления 4 формирует сигнал «Запись» для записи данных, поступающих на его шестой вход с выхода ОЗУ 14, в энергонезависимую память 15. Использование блока сжатия и распаковывания 16 позволяет увеличить продолжительность записи сигналов и параметров кодов АЛСН, что, в свою очередь, позволяет увеличить длительность работы заявляемого устройства на локомотиве за счет более эффективного использования энергонезависимой памяти 15.Так как сигнал на выходе ОЗУ 14 задержан во времени, то в энергонезависимую память 15 записывается вся динамика процесса - в период, предшествующий сбою, в момент сбоя и в период после сбоя. После того как сбой закончится и пройдет время, достаточное для завершения анализа, запись сигнала в энергонезависимую память 15 прекращается. Через блок интерфейсов 11 информация поступает в компьютер.

По сигналам, поступающим с датчика угла поворота 6, блок управления 4 формирует сигналы, несущие информацию о пройденном локомотивом пути, что позволяет локализовать сбой в пространстве, то есть установить участок рельсовой цепи, где произошел сбой.

Следует отметить, что заявляемое устройство, как и устройство по прототипу, позволяет реализовать режим непрерывной записи сигналов АЛСН. Это достигается заданием на клавиатуре 7 режима работы блока управления 4, при котором он формирует сигнал «Запись» для записи данных, поступающих на его шестой вход с выхода ОЗУ 14 в энергонезависимую память 15.

Таким образом, при реализации заявляемой совокупности признаков устройства за счет достижения технического результата - повышения вероятности и снижения трудоемкости при обнаружении кодовых сигналов АЛСН в рельсовых цепях непосредственно в моменты сбоев устройства АЛСН обеспечивается повышение качества и достоверности анализа сигналов в рельсовых цепях (изучение, имитация и прочее) для выяснения причин сбоев, что позволяет принять меры по повышению надежности, в том числе помехоустойчивости устройства АЛСН, то есть решена задача по расширению функциональных характеристик и повышению эффективности устройства.

1. Устройство регистрации сигналов и параметров кодов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия (АЛСН), содержащее блок управления, предназначенный для управления регистрацией сигналов, один из выходов которого связан с индикатором, два входа подсоединены соответственно к датчику угла поворота для регистрации пройденного локомотивом пути и к блоку задания режима, выполненному в виде клавиатуры, один вход-выход подключен к энергонезависимой памяти устройства хранения кодовых сигналов, другой вход-выход - к таймеру и блоку интерфейсов для связи с компьютером, последовательно соединенные приемные катушки аппаратуры АЛСН, усилитель и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а также подключенную к выходу приемных катушек аппаратуры АЛСН локомотивную аппаратуру дешифрирования кодовых сигналов АЛСН, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит цифровой дешифратор кода АЛСН, соединенный входом с выходом АЦП, блок сравнения, один из двух входов которого подключен к выходу цифрового дешифратора кода АЛСН, другой - к локомотивной аппаратуре дешифрирования кодовых сигналов АЛСН, а выход - к соответствующему входу блока управления, и оперативное запоминающее устройство с функцией цифровой линии задержки сигнала, вход которого соединен с входом цифрового дешифратора кода АЛСН, а выход связан с соответствующим входом блока управления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство хранения кодовых сигналов дополнительно содержит блок сжатия и распаковывания цифровых данных, соединяющий энергонезависимую память с блоком управления.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оперативным запоминающим устройством является устройство типа FIFO (First Input-First Output).

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен в виде микроконтроллера.