Способ контроля состояний путевого участка
Владельцы патента RU 2649107:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет путей сообщения Императора Николая II" МГУПС (МИИТ) (RU)
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики. В способе контроль свободности и исправности путевого участка, передача информации на подвижной состав и пропуск обратного тягового тока осуществляют посредством рельсовой цепи. Рельсовую цепь выполняют с тремя укороченными рельсовыми линиями. Для контроля занятия рельсовой линии предусматривают первую рельсовую цепь, посредством которой фиксируют вступление поезда при снижении напряжения на входе приемника до порогового значения занятия. Для контроля целостности рельсовых нитей предусматривают вторую рельсовую цепь, состоящую из трех рельсовых линий и двух шунтов для снижения асимметрии тягового тока. Для передачи информации предусматривают третью рельсовую цепь, состоящую также из трех рельсовых линий, включенных по той же схеме, питание осуществляют от генератора частотой 375 Гц, а ток под катушками локомотива выбирают не менее тока надежного срабатывания локомотивного приемника. Для счета вагонов предусматривают четвертую рельсовую цепь, при вступлении первой тележки вагона на первую рельсовую линию путевой приемник фиксирует ее занятие, а при выходе этой тележки с рельсовой линии до вступления второй тележки вагона - освобождение, причем количество освобождений соответствует количеству четырехосных вагонов. Достигается повышение безопасности движения поездов. 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для регулирования движения поездов на перегоне.
Уровень техники
Известен способ контроля проследования поезда в полном составе (способ контроля освобождения участка), заключающийся в том, что при проследовании хвостового вагона с вагонным индуктором над контрольной точкой фиксируется освобождение участка [Котляренко Н.Ф. и др. Путевая блокировка и авторегулировка. - М: Транспорт, 1983 (стр. 241-242, рис. 11.6)].
Недостатками этого способа является то, что необходимо использовать достаточно сложный вагонный индуктор (преобразователь частоты), отсутствует контроль занятия участка, отсутствует контроль целостности рельсовых нитей, затруднено применение на участках с интенсивным движением.
Известен способ контроля состояний путевого участка, заключающийся в том, что текущее напряжение на входе приемника сравнивается с напряжением надежного отпадания и с напряжением надежного притяжения путевого реле. При понижении текущего напряжения ниже напряжения надежного отпадания путевое реле фиксирует занятие рельсовой линии, при превышении текущего напряжения надежного притяжения - освобождение [Аркатов B.C., Баженов А.И., Котляренко Н.Ф. Рельсовые цепи магистральных железных дорог. - М.: Транспорт, 1992 (стр. 333-336, рис. 7.2)].
Недостатками этого способа являются то, что на границах рельсовых цепей (РЦ) предусмотрены малонадежные изолирующие стыки, РЦ потребляет много энергии, имеют низкую надежность в условиях пониженного сопротивления изоляции; при коротких рельсовых линиях (РЛ) необходима установка большого количества приборов, на участках с электротягой на границах перегонных РЦ тоже необходима установка двух дроссель-трансформаторов.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является повышение безопасности движения поездов, надежности работы автоблокировки (АБ); повышение пропускной способности перегона; снижение затрат на строительство и эксплуатацию за счет исключения изолирующих стыков и дроссель-трансформаторов; уменьшение длины блок-участков (б/у) до 500 м, РЛ для шунтового режима до 20 м, РЛ для контрольного режима до 250 м; фиксация освобождения б/у за счет взаимодействия вагонного и путевого индукторов; использование в шунтовом режиме частоты 4555 Гц, в контрольном режиме - 780 Гц, в режиме АЛС - 375 Гц, в режиме счета вагонов - 5555 Гц; исключение необходимости строительства линий продольного энергоснабжения благодаря сокращению энергозатрат; расширение значности системы автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), которое осуществлено благодаря использованию частотного признака кодирования (информация передается за счет вариации длительности периода кодовых импульсов); упрощение конструкции приборов РЦ за счет перемычек, снижающих асимметрию тягового тока, установленных в середине б/у (понижаются требования к полосовым фильтрам).
Технический результат достигается за счет способа контроля состояния путевого участка, который заключается в том, что контроль свободности и исправности путевого участка, передачу информации на подвижной состав и пропуск обратного тягового тока осуществляют посредством рельсовой цепи, причем рельсовую цепь выполняют с тремя укороченными рельсовыми линиями, длину первой из которых выбирают в диапазоне 10-20 м, длину второй и третьей - в диапазоне 400-500 м; при этом для каждого из режимов предусматривают индивидуальные генераторы, а также для счета вагонов; причем для контроля занятия рельсовой линии предусматривают первую рельсовую цепь, посредством которой фиксируют вступление поезда при снижении напряжения на входе приемника до порогового значения занятия (напряжение надежного отпадания), питание осуществляют от генератора частотой 4555 Гц при длине рельсовой линии 20 м; при этом для контроля целостности рельсовых нитей предусматривают вторую рельсовую цепь, состоящую из трех рельсовых линий и двух шунтов для снижения асимметрии тягового тока, которые устанавливают на концах второй и третьей рельсовых линий, причем первую рельсовую линию включают последовательно с третьей, а вторую - параллельно с ними, при этом неисправность рельсовой нити фиксируют при снижении тока путевого генератора ниже порогового значения (тока надежного отпадания), причем питание осуществляют от генератора частотой 780 Гц; при этом передачу информации на подвижной состав осуществляют импульсами, период следования которых выбирают соответствующим значению передаваемой информации, при этом для передачи информации предусматривают третью рельсовую цепь, состоящую также из трех рельсовых линий, включенных по той же схеме, причем питание осуществляют от генератора частотой 375 Гц, а ток под катушками локомотива выбирают не менее тока надежного срабатывания локомотивного приемника; причем для счета вагонов предусматривают четвертую рельсовую цепь, частоту сигнального тока которой выбирают 5555 Гц, а длину рельсовой линии - 10 м, при этом счет вагонов заключается в том, что при вступлении первой тележки вагона на первую рельсовую линию путевой приемник фиксирует ее занятие, а при выходе этой тележки с рельсовой линии до вступления второй тележки вагона - освобождение, причем количество освобождений соответствует количеству четырехосных вагонов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен фрагмент путевого развития перегона с приборами РЦ.
На фиг. 2 изображена структурная схема вагонного и путевого индукторов и схема включения путевого индуктора.
На фиг. 3 показаны этапы прохождения поездом границы блок-участков (б/у).
Осуществление изобретения
На фиг. 1 приведены обозначения: 1 - первая рельсовая линия (РЛ), 2 - вторая РЛ, 3 - третья РЛ, 4 - первый шунт, 5 - второй шунт, 6 - вагонный индуктор, 7 - первый полосовой фильтр, 8 - второй полосовой фильтр, 9 - генератор шунтового режима (для контроля занятия б/у), 10 - генератор контрольного режима (для контроля целостности рельс), 11 - генератор режима автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), 12 - путевой приемник, на выходе которого (провод ЗН) повышается напряжение при занятии средней РЛ,
На фиг. 2 приведены обозначения: 13 - хвостовой вагон поезда, 14 - вагонный индуктор укреплен в зев автосцепки, 15 - короткозамкнутая катушка вагонного индуктора, 16 - катушка путевого индуктора, 17 - конденсатор, 18 - генератор и приемник для работы путевого индуктора, 19 - импульсное реле для контроля взаимодействия путевого и вагонного индукторов, при этом замыкается фронтовой контакт реле, 20 - фронтовой контакт реле; 21 - плюсовой полюс источника питания, 22 - триггер контроля свободности б/у, 23 - выход триггера, на котором понижается потенциал при освобождении б/у, 24 - контрольный выход генератора, на котором повышается потенциал при повреждении рельсовой нити, 25 -управляющий вход для трансляции импульсов АЛС.
На фиг. 3 приведены обозначения: 25 - локомотива, а также обозначения I, II, III, IV и V этапов прохождения поездом границы б/у.
Впередилежащий б/у фиксируется как исправный и свободный, если на выходах 24 данной и впередилежащей линейных точек (ЛТ), а также на выходе 23 данной сигнальной точки понижены потенциалы.
На фиг. 1 представлены РЦ: во-первых, для фиксации занятия б/у (шунтовой режим (ШР)), во-вторых, контроля целостности рельсовых нитей (контрольный режим (КР)), в-третьих, передачи информации на подвижной состав (режим АЛС), в-четвертых, первая РЦ с укороченной длиной РЛ и повышенной частотой (5555 ГЦ) может использоваться как счетчик вагонов.
Первая рельсовая цепь содержит генератор 9 (напряжение эквивалентного генератора U, обратное входное напряжение Z'ВХН), полосовой фильтр 7, рельсовую линию 1, полосовой фильтр 8, приемник 12.
Вступление головы поезда на РЛ 1 фиксируется приемником 12. Блок-участок, расположенный правее середины РЛ 1 (граница б/у), считается занятым.
После взаимодействия путевого 6 и вагонного индукторов 14 и ухода хвоста поезда с РЛ 1 б/у, который расположен левее середины РЛ 1 (граница б/у), фиксируется свободным.
Вторая рельсовая цепь содержит генератор 10 (напряжение эквивалентного генератора Uкр, обратное входное напряжение Z'крВХН), полосовой фильтр 7, рельсовую линию 2 с шунтом 4, и последовательно включенные рельсовые линии 1 и 3 с шунтом 5, подключенным на конце рельсовой линии 3. РЛ 2 включена параллельно с последовательно соединенными РЛ 1 и 3. При повреждении одной из рельсовых линий ток генератора 10 снижается на 20-40%, что приводит к понижению напряжения на контрольном выходе 24 генератора 10.
Третья рельсовая цепь содержит генератор 11, фильтр 8, рельсовые линии 1, 2 и 3, перемычки 4 и 5. При следовании поезда по этим участкам на локомотив передается информация о состоянии впередилежащих участках.
Четвертая рельсовая цепь содержит те же компоненты, что и первая, но благодаря укороченной длине РЛ и повышенной частоте способна фиксировать прохождение вагонов, за счет возбуждения путевого приемника после освобождения ее передней тележкой вагона до вступления второй.
Действие способа, связанного с контролем занятия впередилежащего б/у при движении поезда слева направо, осуществляется следующим образом. Занятие б/у, правее путевого индуктора 6 (фиг. 1), который является границей б/у, фиксируется при занятии первой колесной парой локомотива 25 рельсовой линии 1 (фиг. 3). Такая фиксация осуществляется за счет первой рельсовой цепи. При этом на выходе ЗН приемника 12 появляется высокий потенциал (фиг. 1), благодаря чему взводится триггер 22 (фиг. 2). С этого момента фиксируется занятие впередилежащего б/у.
Действие способа, связанного с контролем освобождения предыдущего б/у при движении слева направо, осуществляется следующим образом. Освобождение б/у, расположенного левее путевого индуктора 6 (фиг. 1), который является границей б/у, фиксируется при выполнении нескольких условий. Это происходит, если поэтапно выполняются следующие условия (фиг. 3): свободный следующий б/у (правее границы) (I этап) занимается (II этап), т.е. шунтируется первой колесной парой локомотива рельсовая линия 1 (фиг. 1); осуществляется воздействие вагонного индуктора 14 на путевой 6 (фиг 2 и фиг. 3) (III этап): прекращается воздействие вагонного индуктора 14 на путевой 6 (фиг 2 и фиг. 3) (IV этап); прекращается шунтирование колесными парами поезда 15 рельсовой линии 1 (фиг. 1 и фиг. 3) (V этап).
Взаимодействие индукторов 6 и 14 осуществляется следующим образом. Генератор 18, подключенный к колебательному контуру, состоящему из конденсатора 17 и катушки 16, генерирует частоту 9 кГц [Котляренко Н.Ф. и др. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983 (стр. 241-242, рис. 11.6)]. При совмещении вагонного индуктора 14 и путевого - 6 ток в колебательном контуре изменяется и реле 19, подключенное к выходу генератора 18, возбуждается. Контакт этого реле 20 подключает к входу 20 полюс источника питания 21. Триггер сбрасывается, на выходе триггера 23 понижается потенциал, что соответствует освобождению предыдущего б/у.
Действие способа, связанного с контролем целостности рельсовых нитей, осуществляется за счет второй рельсовой цепи. Контроль осуществляется одновременно половины длины левого б/у и половины длины правого за счет рельсовой цепи 2. Ток от генератора 10 через фильтр 7 протекает по рельсовой линии 2 и шунту 4. Параллельно рельсовой линии 2 ток протекает по рельсовым линиям 1 и 3, а также шунту 4. При повреждении любой из рельсовых линий 1, 2, 3 или шунтов 4 или 5 ток на выходе генератора снижается, а вместе с тем и потенциал на выходе генератора 24. Пониженный потенциал является признаком повреждения рельсовой нити.
Действие способа, связанного с передачей информации на подвижной состав (режим АЛС), осуществляется за счет третьей рельсовой цепи. Генератор 11 подает импульсы переменного тока, период которых соответствует количеству свободных б/у. Длительность периода импульсов задается посредством входа 25, на который подаются импульсы постоянного тока с тем же периодом.
Действие способа, связанного со счетом вагонов осуществляется за счет первой рельсовой цепи, которая имеет на 30% меньшую длину и частоту сигнального тока 5555 Гц. Принцип отсчета состоит в том, что путевой приемник успевает зафиксировать (возбудиться) при выходе с нее передней тележки вагона до вступления задней.
Положительный эффект от предложенного устройства достигается за счет:
- сокращения количества изолирующих стыков и дроссель-трансформаторов; повышается надежность работы системы АБ (повышается безопасность), снижаются затраты на строительство и эксплуатацию;
- уменьшения длины б/у (уменьшения длины б/у до 500 м, рельсовых линий для шунтого режима до 20 м, для контрольного режима до 250 м), увеличивается пропускная способность перегонов, увеличивается надежность работы рельсовых цепей (повышается безопасность), снижаются энергозатраты, улучшаются условия работы рельсовой цепи в шунтовом и контрольном режимах, в режиме АЛС,
- фиксации освобождения б/у за счет взаимодействия вагонного и путевого индукторов;
- использования в шунтовом режиме частоты 4555 Гц, в контрольном режиме 780 Гц, в режиме АЛС 375 Гц, при счете вагонов частоты 5555 Гц;
- исключения необходимости строительства линий продольного энергоснабжения за счет сокращения энергозатрат;
- расширения значности системы АЛС благодаря использованию частотного признака кодирования (информация передается за счет вариации длительности периода трансляции кодовых импульсов);
- упрощения конструкции приборов РЦ за счет выравнивающих асимметрию тяговых токов перемычек, установленных в середине б/у (понижаются требования к полосовым фильтрам).
Способ контроля состояния путевого участка, заключающийся в том, что контроль свободности и исправности путевого участка, передачу информации на подвижной состав и пропуск обратного тягового тока осуществляют посредством рельсовой цепи, отличающийся тем, что рельсовую цепь выполняют с тремя укороченными рельсовыми линиями, длину первой из которых выбирают в диапазоне 10-20 м, длину второй и третьей - в диапазоне 400-500 м; при этом для каждого из режимов предусматривают индивидуальные генераторы, а также для счета вагонов; причем для контроля занятия рельсовой линии предусматривают первую рельсовую цепь, посредством которой фиксируют вступление поезда при снижении напряжения на входе приемника до порогового значения занятия, питание осуществляют от генератора частотой 4555 Гц при длине рельсовой линии - 20 м; при этом для контроля целостности рельсовых нитей предусматривают вторую рельсовую цепь, состоящую из трех рельсовых линий и двух шунтов для снижения асимметрии тягового тока, которые устанавливают на концах второй и третьей рельсовых линий, причем первую рельсовую линию включают последовательно с третьей, а вторую - параллельно с ними, при этом неисправность рельсовой нити фиксируют при снижении тока путевого генератора ниже порогового значения, причем питание осуществляют от генератора частотой 780 Гц; при этом передачу информации на подвижной состав осуществляют импульсами, период следования которых выбирают соответствующим значению передаваемой информации, при этом для передачи информации предусматривают третью рельсовую цепь, состоящую также из трех рельсовых линий, включенных по той же схеме, причем питание осуществляют от генератора частотой 375 Гц, а ток под катушками локомотива выбирают не менее тока надежного срабатывания локомотивного приемника; причем для счета вагонов предусматривают четвертую рельсовую цепь, частоту сигнального тока которой выбирают 5555 Гц, а длину рельсовой линии - 10 м, при этом счет вагонов заключается в том, что при вступлении первой тележки вагона на первую рельсовую линию путевой приемник фиксирует ее занятие, а при выходе этой тележки с рельсовой линии до вступления второй тележки вагона - освобождение, причем количество освобождений соответствует количеству четырехосных вагонов.
