Система закрытия железнодорожного переезда

Система закрытия железнодорожного переезда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области управляющих систем, в частности к системе, предназначенной для управления железнодорожным (ЖД) переездом, а именно сигнализацией, устанавливаемой в зонах пересечения дорог движения автотранспорта с ЖД переездами, предупреждающей приведение в действия устройств, блокирующих проезд автотранспорта.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время закрытие переезда определяется длиной участка приближения и максимальной скоростью подвижной единицы, без использования предсказателя времени закрытия переезда такое управление не оптимально.

Известен способ управления закрытием переезда (патент US 8297558, 30.10.2012), который заключается в использовании устройства для предсказания времени приближения поезда к переезду. Данное решение построено на базе системы интервального регулирования поездов, однако скорость поезда определяется исключительно по показанию светофора, имеется в виду цветовое показание загоревшейся лампы, зеленый, желтый, красный и различные комбинации в зависимости от типа системы интервального регулирования движения поездов и проходного светофора. Показания проходного светофора меняются в зависимости от состояния рельсовой цепи, находящейся впереди, на следующем блок-участке. Так, существующая система интервального регулирования поездов ограничивает скорость следования поезда по блок-участку (рельсовой цепи) изменением показания светофора. Любая система интервального регулирования поездов использует проходной светофор для ограничения скорости проследования поезда или его полной остановки. Ограничения скорости предписываются внутренними нормами железной дороги. Например, для трехзначной блокировки существует нормы: зеленый - проезд блок-участка без снижения скорости, с максимально разрешенной на данном участке, желтый - проезд блок-участка со скоростью не более 60 км/ч (свободен один блок-участок), красный - полная останова перед светофором. Используя показания проходного светофора, а также показания системы автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) рассчитывают задержку закрытия для переезда.

Недостатком данного решения является то, что рассчитанные заранее задержки времени ограничены количеством показаний светофора, т.е. если есть три показания светофора, то есть три значения времени задержки закрытия переезда. Известная система использует показания проходного светофора, а также показания системы АЛС, которые связаны со скоростью поезда только косвенно. Непосредственно скорость поезда не контролируется.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является устранение существующих недостатков, при определении действительной скорости ЖД состава для точного расчета времени активации сигнализации на переезде и его закрытия.

Техническим результатом является повышение точности определения времени приближения поезда к переезду и снижение времени простоя автотранспорта при блокировке ЖД переезда.

Заявленный технический результат достигается за счет системы управления закрытием ЖД переезда, содержащей установленные на участке рельсовой цепи устройство предсказания времени задержки включения сигнализации переезда (УПВЗС) и связанные с ним средства автоматической переездной сигнализации, причем УПВЗС выполнено с возможностью:

- получать на вход первичные параметры аналоговой рельсовой цепи, содержащие показания напряжения U и силы тока I на питающем конце рельсовой линии;

- определять эталонные параметры времени задержки закрытия переезда рельсовой линии для каждого контрольного участка, содержащие эталонные показания U и I для упомянутого контрольного участка, на основании обработки полученных первичных параметров;

- сохранять в памяти упомянутые эталонные параметры;

- определять с помощью внутренних вычислительных средств изменение параметров рельсовой линии на выбранном контрольном участке, для чего осуществляется выделение характерных признаков, описывающих состояние рельсовой линии;

- определять положение, направление и скорость подвижного состава на выбранном контрольном участке рельсовой линии с помощью обработки упомянутых первичных параметров;

- формировать вторичные параметры, содержащие данные о вычисленной фактической скорости и направлении подвижного состава на контрольном участке рельсовой линии;

- осуществлять сравнение полученных вторичных параметров с эталонными параметрами для выбранного участка рельсовой линии;

- на основании выполненного сравнения определять величину координаты закрытия переезда

и

на основании полученной координаты осуществлять активацию автоматических средств переездной сигнализации.

В частном варианте осуществления заявленного решения при получении эталонных параметров определяют взаимную связь токов и напряжений с параметрами линии r, L, С и g.

В другом частном варианте характерными признаками рельсовой линии является определение наличия или отсутствия подвижного состава на участке рельсовой линии. В качестве признака занятости рельсовой линии может выступать повышение напряжения на входе УПВЗС.

В другом частном варианте скорость и направления движения подвижного состава вычисляется по скорости изменения тока I в рельсовой линии на участке контроля.

В другом частном варианте на этапе сравнения вторичных параметров с эталонными параметрами определяют скорость изменения фактических показателей напряжения U и силы тока I по сравнению с эталонными на контролируемом участке рельсовой линии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует общий вид заявленной системы.

Фиг. 2 иллюстрирует пример анализа данных времени задержки.

Фиг. 3 иллюстрирует схему замещения рельсовой цепи.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно Фиг. 1 заявленная система 100 управления закрытием ЖД переездом содержит такие основные элементы, как участок рельсовой цепи 100 (участок приближения), УПВЗС 120 и средства автоматической переездной сигнализации 130.

Анализ параметров аналоговой рельсовой цепи (рельсовые цепи постоянного тока, импульсные, тональные) и их изменения позволяет определить положение подвижной единицы на блок-участке, а также скорость подвижной единицы. Принцип действия аналоговой рельсовой цепи предполагает воздействие колесной пары на рельс. Оценка скорости и положения поезда на участке базируется на анализе баланса мощностей и их изменениях. Аналоговая рельсовая цепь представляет собой распределенную электрическую линию. Первичные параметры рельсовой цепи, такие как , устанавливают взаимную связь токов и напряжений с параметрами линии r, L, С и g и позволяют определить напряжения U и токи I в произвольной координате при любой длине рельсовой линии в зависимости от значений напряжений и токов в начале или в конце ее.

Вследствие равномерного распределения сопротивления рельсов и существующей утечки тока через балласт, изменения величины тока I и напряжения U вдоль рельсовой линии происходят не прямолинейно, а по закону гиперболической функции.

С помощью УПВЗС 120, связанного со средствами автоматической переездной сигнализации 130 получают на вход первичные параметры аналоговой рельсовой цепи, содержащие показания напряжения U и силы тока I на питающем конце рельсовой линии. Изменения состояния рельсовой линии (первичные параметры ) поступают в УПВЗС 120, где происходит их предварительная обработка, направленная на вычисление (предсказание) времени прибытия ЖД состава.

Далее осуществляется определение эталонных параметров времени задержки закрытия переезда рельсовой линии для каждого контрольного участка, содержащих эталонные показания U и I для упомянутого контрольного участка, на основании обработки полученных первичных параметров. Полученные эталонные параметры сохраняются в памяти УПВЗС 120.

Затем с помощью УПВЗС 120 выполняется определение изменений параметров рельсовой линии на выбранном контрольном участке, для чего осуществляют выделение характерных признаков, описывающих состояние рельсовой линии, в ходе которого выполняется обработка первичных данных и выделение характерных признаков, описывающих состояния рельсовой линии. Под состояниями рельсовой линии подразумевается - свободна или занята рельсовая линия единицей подвижного состава, а также определение направления движения отцепа на контролируемом участке. Одним из характерных признаков занятости рельсовой линии является повышение напряжения на входе УПВЗС 120.

По скорости изменения тока в рельсовой линии определяют скорость, положение и направление движения подвижного состава. При нахождении рельсовой линии участка приближения в шунтовом режиме вычислительный блок УПВЗС 120 определяет координаты и скорость поезда на участке приближения, а также его направление. Далее УПВЗС 120 производит вычисление вторичных параметров, содержащих данные о вычисленной фактической скорости и направлении подвижного состава на выбранном контрольном участке рельсовой линии.

Затем УПВЗС 120 использует заранее определенные эталонные параметры для конкретного участка рельсовой цепи и производит сравнение упомянутых эталонных параметров тока I и напряжения U, а также скорость их изменения со вторичными параметрами, поступившими от контролируемой рельсовой линии 110. На Фиг. 2 показан пример отображения данных с помощью обработки вычисленных параметров на контрольном участке с эталонными параметрами.

Для любого участка рельсовой линии поступающие параметры (ток, напряжение) будут отличаться по причине совокупности различных факторов (Фиг. 3):

- длина участка;

- величина утечки тока и напряжения через балластный слой;

- общее техническое состояние рельсовой линии;

- тип используемого рельса;

- от количества токопроводящих стыковых соединителей

- и др.

На основании выполненного сравнения УПВЗС 120 определяет величину координаты закрытия переезда и на основании полученной координаты осуществляет активацию автоматических средств переездной сигнализации 130.

Общий принцип действия УПВЗС 120 основывается на предсказании времени закрытия переезда, заключающемся в обработке поступившей информации от рельсовой цепи 110 и ее последующем сравнении с заранее рассчитанными значениями времени задержки закрытия переезда относительно неизменной длины участка приближения и скорости приближения подвижной единицы.

При реализации заявленной системы УПВЗС 120 может выполняться на базе широкого спектра электронно-вычислительных средств, таких как: компьютерные устройства на базе IBM PC, мобильные устройства, портативные вычислительные устройства и т.п.

Описанные в настоящей заявке предпочтительные варианты настоящего изобретения не должны являться ограничением для иных, частных вариантов осуществления заявленного технического решения, не выходящих примерами реализации за рамки изложенных настоящих материалов, которые должны быть понятны специалистам в данной области техники, на которых рассчитано заявленное решение.

1. Система управления закрытием ЖД переезда, содержащая установленные на участке рельсовой цепи устройство предсказания времени задержки включения сигнализации переезда (УПВЗС) и связанные с ним средства автоматической переездной сигнализации, причем УПВЗС выполнено с возможностью:

- получать на вход первичные параметры аналоговой рельсовой цепи, содержащие показания напряжения U и силы тока I на питающем конце рельсовой линии, и проверять состояние рельсовой линии на предмет ее занятости и направление движения отцепа;

- определять эталонные параметры времени задержки закрытия переезда рельсовой линии для каждого контрольного участка, содержащие эталонные показания U и I для упомянутого контрольного участка, на основании обработки полученных первичных параметров;

- сохранять в памяти упомянутые эталонные параметры;

- определять с помощью внутренних вычислительных средств изменение параметров рельсовой линии на выбранном контрольном участке, для чего осуществляется выделение характерных признаков, описывающих состояние рельсовой линии;

- определять положение, направление и скорость подвижного состава на выбранном контрольном участке рельсовой линии с помощью обработки упомянутых первичных параметров, характеризующих изменение силы тока I в рельсовой линии на участке контроля;

- формировать вторичные параметры, содержащие данные о вычисленной фактической скорости и направлении подвижного состава на контрольном участке рельсовой линии;

- осуществлять сравнение полученных вторичных параметров с эталонными параметрами для выбранного участка рельсовой линии, которые представляют собой заранее рассчитанные значения времени задержки закрытия переезда относительно неизменной длины участка приближения и скорости приближения подвижной единицы;

- на основании выполненного сравнения определять величину координаты закрытия переезда и на основании полученной координаты осуществлять активацию автоматических средств переездной сигнализации.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что при получении эталонных параметров вычисляют и устанавливают взаимную связь токов и напряжений с параметрами линии r, L, С и g.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что характерными признаками рельсовой линии является определение наличия или отсутствия подвижного состава на участке рельсовой линии.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве признака занятости рельсовой линии является повышение напряжения на входе УПВЗС.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что при выполнении сравнения вторичных параметров с эталонными параметрами определяют скорость изменения фактических показателей напряжения U и силы тока I по сравнению с эталонными на контролируемом участке рельсовой линии.