Способ и устройство контроля состояния рельсовой линии

Способ и устройство контроля состояния рельсовой линии

Реферат

Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, и может быть использовано для регулирования движения поездов.

Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, на другом контролируют изменение сигнала в зависимости от координаты поездного шунта и по характеру изменения сигнала фиксируют освобождение путевого участка, после занятия предыдущей рельсовой цепи и истечения заданного интервала времени фиксируют опорное напряжение - напряжение приемного конца данной рельсовой цепи, по которому определяют пороговые напряжения занятия и освобождения, сравнивая пороговые напряжения с текущим, определяют состояние участка, после освобождения данного и следующего участков вновь переопределяют опорное напряжение [Патент РФ №2238867, МПК B61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Яковлев В.Н., Смышляев В.А., Гуменников В.Б. БИ №30, 2004 г.].

Недостатком этого способа является то, что при наличии значительной продольной асимметрии возможен ложный контроль состояния путевых участков.

Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце его принимают. При этом зарегистрированные текущие значения сигналов сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения. За пороговое значение занятия принимают ток источника питания при наложении на этот конец нормативного шунта и сухом балласте, а за пороговое значение освобождения - зафиксированное в тот же момент напряжение приемного конца, умноженное на коэффициент запаса. При превышении током источника питания порогового значения занятия фиксируют занятие путевого участка, а при превышении напряжением приемного конца порогового значения освобождения - его освобождение [Патент РФ №2267431, МПК B61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Трошина М.В., Алиев Р.М. БИ №01, 2004 г.].

Недостатком этого способа является то, что при пониженном сопротивлении изоляции возможен ложный контроль состояния путевых участков.

Известно устройство контроля состояния рельсовой линии, реализованное рельсовой цепью, содержащей тактовый генератор, ограничивающий резистор, рельсовую линию, согласующий элемент, полосовой фильтр, выпрямитель, сглаживающий фильтр, аналогово-цифровой преобразователь, регистр, путевой генератор, постоянное программируемое запоминающее устройство, датчик температуры, датчик влажности, логический элемент И [Патент РФ №2259295. Рельсовая цепь, авторы Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Трошина М.В., БИ №24, 2004 г.].

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы при пониженном сопротивлении изоляции.

Данные технические решения выбраны в качестве прототипа.

Техническим результатом является повышение надежности контроля состояния путевых участков.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля состояния рельсовой линии, заключающемся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце его принимают, при этом зарегистрированные текущие значения сигналов сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения, за пороговое значение занятия принимают ток источника питания при наложении на этот конец нормативного шунта и сухом балласте, при превышении током источника питания порогового значения занятия фиксируют занятие путевого участка, а при превышении напряжением приемного конца порогового значения освобождения - его освобождение, за пороговое значение освобождения принимают напряжение приемного конца на такте работы, который предшествует фиксации занятия рельсовой линии, а с момента фиксации занятия рельсовой линии и до момента фиксации освобождения осуществляют коррекцию порогового значения освобождения с учетом температуры и влажности воздуха.

Устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее путевой генератор, ограничивающий резистор, рельсовую линию, согласующий элемент, полосовой фильтр, выпрямитель, сглаживающий фильтр, аналогово-цифровой преобразователь, регистр, тактовый генератор, постоянное программируемое запоминающее устройство, датчик температуры, датчик влажности, логический элемент И, дополнительно содержит кабельные линии, второй полосовой фильтр, второй выпрямитель, второй сглаживающий фильтр, второй аналого-цифровой преобразователь, третий полосовой фильтр, третий выпрямитель, третий сглаживающий фильтр, третий аналого-цифровой преобразователь, второй регистр, третий регистр, второе постоянное программируемое запоминающее устройство, третье постоянное программируемое запоминающее устройство, четвертое постоянное программируемое запоминающее устройство, пятое постоянное программируемое запоминающее устройство, второй тактовый генератор, счетчик, триггер, причем выход путевого генератора через ограничивающий резистор, кабельную линию и согласующий трансформатор подключен к питающему концу рельсовой линии, к приемному концу которой через согласующий трансформатор, кабельную линию, третий полосовой фильтр, третий выпрямитель, третий сглаживающий фильтр и третий аналого-цифровой преобразователь подключен к входу A третьего постоянного программируемого запоминающего устройства и к входу A первого регистра, выход Q которого подключен к входу A второго регистра, выход Q которого подключен к входу A четвертого постоянного программируемого запоминающего устройства, вход B которого подключен к выходу Q второго постоянного программируемого запоминающего устройства, вход А которого подключен к выходу Q третьего регистра, вход B которого подключен к входу B второго постоянного программируемого запоминающего устройства, входу B первого постоянного программируемого запоминающего устройства и через второй аналого-цифровой преобразователь, второй сглаживающий фильтр, второй выпрямитель и второй полосовой фильтр к выходу путевого генератора, к выводам ограничивающего резистора через первый полосовой фильтр, первый выпрямитель, первый сглаживающий фильтр и первый аналого-цифровой преобразователь подключен вход A первого постоянного программируемого запоминающего устройства, выход Q которого подключен к входу A третьего регистра, к входу A триггера, выход которого подключен к второму входу логического элемента И, выход которого подключен к входу C первого регистра и входу C второго регистра; выход первого тактового генератора подключен к первому входу логического элемента И и к входу C счетчика, выход которого подключен к входу C пятого постоянного программируемого запоминающего устройства, выход которого подключен к входу C четвертого постоянного программируемого запоминающего устройства, выход Q которого подключен к входу B третьего постоянного программируемого запоминающего устройства, выход которого подключен к входу R триггера, выход которого подключен к входу R счетчика, выход датчика температуры подключен к входу A пятого постоянного программируемого запоминающего устройства, вход B которого подключен к выходу датчика влажности.

На чертеже изображено устройство контроля состояния рельсовой линии, реализующее предлагаемый способ, содержащее путевой генератор 1, ограничивающий резистор 2, первую кабельную линию 3 с сопротивлением R_K1, первый согласующий трансформатор 4, второй согласующий трансформатор 5, рельсовую линию 6, третий полосовой фильтр 7, третий выпрямитель 8, третий сглаживающий фильтр 9, третий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, первый тактовый генератор 11, логический элемент И 12, первый регистр 13, второй регистр 14, первый полосовой фильтр 15, первый выпрямитель 16, первый сглаживающий фильтр 17, первый АЦП 18, первое постоянное программируемое запоминающее устройство (ППЗУ) 19, второй полосовой фильтр 20, второй выпрямитель 21, второй сглаживающий фильтр 22, второй АЦП 23, третий регистр 24, второе ППЗУ 25, третье ППЗУ 26, четвертое ППЗУ 27, пятое ППЗУ 28, датчик температуры 29, датчик влажности 30, триггер 31, счетчик 32, вторую кабельную линию 33 с сопротивлением R_K2.

Приборы устройства, реализующего предлагаемый способ, соединены следующим образом. Выход путевого генератора 1 через ограничивающий резистор 2, кабельную линию 3 с сопротивлением R_K1 и согласующий трансформатор 4 подключен к питающему концу рельсовой линии 6, к приемному концу которой через согласующий трансформатор 5, кабельную линию 33 с сопротивлением R_K2, третий полосовой фильтр 7, третий выпрямитель 8, третий сглаживающий фильтр 9 и третий АЦП 10 подключен к входу A третьего ППЗУ 26 и к входу A первого регистра 13, выход Q которого подключен к входу A второго регистра 14, выход Q которого подключен к входу A четвертого ППЗУ 27, вход В которого подключен к выходу Q второго ППЗУ 25, вход А которого подключен к выходу Q третьего регистра 24, вход В которого подключен к входу В второго ППЗУ 25, входу В первого ППЗУ 19 и через второй АЦП 23, второй сглаживающий фильтр 22, второй выпрямитель 21 и второй полосовой фильтр 20 к выходу путевого генератора 1. К выводам ограничивающего резистора 2 через первый полосовой фильтр 15, первый выпрямитель 16, первый сглаживающий фильтр 17 и первый АЦП 18 подключен вход A первого ППЗУ 19, выход Q которого подключен к входу A третьего регистра 24, к входу S триггера 31, выход которого подключен к второму входу логического элемента И 12, выход которого подключен к входу С первого регистра 13 и входу C второго регистра 14. Выход первого тактового генератора 11 подключен к первому входу логического элемента И 12 и к входу C счетчика 32, выход которого подключен к входу C пятого ППЗУ 28, выход которого подключен к входу С четвертого ППЗУ 27, выход Q которого подключен к входу В третьего ППЗУ 26, выход которого подключен к входу R триггера 31, выход которого подключен к входу R счетчика 32. Выход датчика температуры 29 подключен к входу A пятого ППЗУ 28, вход В которого подключен к выходу датчика влажности 30.

Работа устройства, реализующего предлагаемый способ, осуществляется следующим образом. На питающий конец рельсовой линии 6 подается сигнал переменного тока от генератора 1 через ограничивающий резистор 2, кабельную линию 3 с сопротивлением R_K1, согласующий трансформатор 4. А на приемном конце рельсовой линии 6 этот сигнал принимается и преобразуется через согласующий трансформатор 5, кабельную линию 33 с сопротивлением R_K2 посредством третьего полосового фильтра 7, третьего выпрямителя 8, третьего сглаживающего фильтра 9 и третьего АЦП 10. Информация о напряжении питающего конца поступает через второй полосовой фильтр 20, второй выпрямитель 21, второй сглаживающий фильтр 22 и второй АЦП 23 на вход В первого ППЗУ 19, вход В третьего регистра 24 и вход В второго ППЗУ 25. Информация о токе питающего конца поступает в виде значения падения напряжения на ограничивающем резисторе 2 через первый полосовой фильтр 15, первый выпрямитель 16, первый сглаживающий фильтр 17 и первый АЦП 18 на вход A первого ППЗУ 19. При свободном состоянии рельсовой линии на выходе Q триггера 31 появляется сигнал логического нуля, который поступает на второй вход логического элемента И 12, который становится прозрачным для сигнала от первого тактового генератора 11, и импульсы с выхода первого тактового генератора 11 поступают на входы C первого регистра 13 и второго регистра 14, кроме того, сигал логической единицы с выхода Q первого ППЗУ 19 поступает на вход A третьего регистра 24. Сигнал с выхода первого АЦП 10, эквивалентный напряжению приемного конца рельсовой линии 6, поступает на вход A третьего ППЗУ 26 и вход A первого регистра 13, запись в который происходит при появлении фронта импульса на его входе C с выхода тактового генератора 11. При появлении среза импульса на входе C второго регистра 14 в него записывается информация из первого регистра 13, и эта информация поступает на вход A четвертого ППЗУ 27. При вступлении поезда на питающий конец рельсовой линии 6 на выходе триггера появляется сигнал логической единицы, который закрывает элемент И 12 для импульсов от первого тактового генератора, а на выходе первого ППЗУ 19 - сигнал логического нуля, который закрывает третий регистр 24 для записи в него и поступает на инверсный вход триггера 31, который взводится и фиксируется занятие рельсовой линии. Сигнал логической единицы с выхода триггера 31 поступает на вход R счетчика 32, который разблокируется и начнется счет импульсов, поступающих с выхода тактового генератора. Информация с выхода счетчика поступает на вход C пятого ППЗУ 28, на выходе которого с учетом сигналов, поступающих на его входы A и B с выходов датчиков температуры 29 и влажности 30, появляется информация о коэффициенте коррекции по температуре и влажности воздуха. На вход A второго ППЗУ 25 с выхода третьего регистра 24 поступает информация о напряжении на выходе путевого генератора 1, зафиксированного в момент фиксации занятия рельсовой линии 6. На вход В второго ППЗУ 25 поступает информация о текущем напряжении на выходе путевого генератора 1, и с учетом этого на выходе второго ППЗУ появляется значение коэффициента коррекции порогового напряжения по напряжению. Таким образом, на вход A четвертого ППЗУ 27 поступает информация о напряжении приемного конца, зафиксированном за один такт до фиксации занятия рельсовой линии 6, на его вход B поступает информация о коэффициенте коррекции по напряжению, а на его вход C - информация о коэффициенте коррекции по температуре и влажности воздуха и в результате на выходе четвертого ППЗУ 27 появляется информация о пороговом напряжении освобождения, которая поступает на вход B третьего ППЗУ 26, где сравнивается с текущим напряжением приемного конца, и в случае превышения им порогового напряжения освобождения на выходе третьего ППЗУ появляется сигнал логической единицы, который сбрасывает триггер 31, и фиксируется освобождение рельсовой линии.

Данное изобретение позволит повысить достоверность контроля состояния рельсовых линий при пониженном сопротивлении изоляции с учетом температуры и влажности воздуха.

1. Способ контроля состояния рельсовой линии, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал переменного тока, а на другом конце его принимают, при этом зарегистрированные текущие значения сигналов сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения, за пороговое значение занятия принимают ток источника питания при наложении на этот конец нормативного шунта и сухом балласте, при превышении током источника питания порогового значения занятия фиксируют занятие путевого участка, а при превышении напряжением приемного конца порогового значения освобождения - его освобождение, с момента фиксации занятия рельсовой линии и до момента фиксации освобождения осуществляют коррекцию порогового значения освобождения с учетом температуры и влажности воздуха, отличающийся тем, что за пороговое значение освобождения принимают напряжение приемного конца на такте работы, который предшествует фиксации занятия рельсовой линии.

2. Устройство контроля состояния рельсовой линии, содержащее путевой генератор, ограничивающий резистор, рельсовую линию, согласующий элемент, полосовой фильтр, выпрямитель, сглаживающий фильтр, аналогово-цифровой преобразователь, регистр, тактовый генератор, постоянное программируемое запоминающее устройство, датчик температуры, датчик влажности, логический элемент И, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит кабельные линии, второй полосовой фильтр, второй выпрямитель, второй сглаживающий фильтр, второй аналого-цифровой преобразователь, третий полосовой фильтр, третий выпрямитель, третий сглаживающий фильтр, третий аналого-цифровой преобразователь, второй регистр, третий регистр, второе постоянное программируемое запоминающее устройство, третье постоянное программируемое запоминающее устройство, четвертое постоянное программируемое запоминающее устройство, пятое постоянное программируемое запоминающее устройство, счетчик, триггер, причем выход путевого генератора через ограничивающий резистор, кабельную линию и согласующий трансформатор подключен к питающему концу рельсовой линии, к приемному концу которой через согласующий трансформатор, кабельную линию, третий полосовой фильтр, третий выпрямитель, третий сглаживающий фильтр и третий аналого-цифровой преобразователь подключен к входу А третьего постоянного программируемого запоминающего устройства и к входу А первого регистра, выход Q которого подключен к входу А второго регистра, выход Q которого подключен к входу А четвертого постоянного программируемого запоминающего устройства, вход В которого подключен к выходу Q второго постоянного программируемого запоминающего устройства, вход А которого подключен к выходу Q третьего регистра, вход В которого подключен к входу В второго постоянного программируемого запоминающего устройства, входу В первого постоянного программируемого запоминающего устройства и через второй аналого-цифровой преобразователь, второй сглаживающий фильтр, второй выпрямитель и второй полосовой фильтр к выходу путевого генератора, к выводам ограничивающего резистора через первый полосовой фильтр, первый выпрямитель, первый сглаживающий фильтр и первый аналого-цифровой преобразователь подключен вход А первого постоянного программируемого запоминающего устройства, выход Q которого подключен к входу А третьего регистра, к входу А триггера, выход которого подключен к второму входу логического элемента И, выход которого подключен к входу С первого регистра и входу С второго регистра; выход первого тактового генератора подключен к первому входу логического элемента И и к входу С счетчика, выход которого подключен к входу С пятого постоянного программируемого запоминающего устройства, выход которого подключен к входу С четвертого постоянного программируемого запоминающего устройства, выход Q которого подключен к входу В третьего постоянного программируемого запоминающего устройства, выход которого подключен к входу R триггера, выход которого подключен к входу R счетчика, выход датчика температуры подключен к входу А пятого постоянного программируемого запоминающего устройства, вход В которого подключен к выходу датчика влажности.