СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЙ ПУТЕВОГО УЧАСТКА ДВУХЧАСТОТНОЙ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПЬЮ
METHOD OF CONTROLLING TRACK SECTIONS WITH TWO-FREQUENCY RAIL CIRCUIT

«Область техники, к которой относится изобретение»
Изобретение относится к железнодорожной технике, а именно к железнодорожной автоматике и телемеханике, и может быть использовано для регулирования движения поездов.
«Уровень техники»
Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что определяют количество свободных путевых участков на перегоне и сумму значений напряжений на этих участках, а затем находят среднее арифметическое напряжений. Текущее значение напряжение каждого из участков сравнивают со средним арифметическим значением. При существенном отличии текущего значения напряжения от среднего арифметического фиксируют занятость путевого участка, в противном случае - свободность [Патент РФ №2025358, МКП В61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков и устройство для его осуществления. Авторы: Полевой Ю.И., Стрельцов С.К., Мазалова Н.А. БИ №24, 1994 г.].
Недостатком этого способа является то, что при значительной продольной асимметрии изоляции рельсовой линии возможен ложный контроль состояния путевых участков.
Известен способ контроля свободности путевых участков, заключающийся в том, что в рельсовую линию на одном конце подают сигнал тональной частоты, а на другом конце текущее значение сигнала сравнивают с пороговыми значениями занятия и освобождения, в случае превышения порогового значения занятия текущим фиксируют занятие участка, а в случае превышения текущего значения пороговым значением освобождения фиксируют освобождение участка, в момент вступления поезда на смежный путевой участок при свободном другом смежном путевом участке фиксируют напряжение приемного конца рассматриваемого путевого участка, являющееся опорным напряжением, и токи питающих концов при попеременном подключении источника питания к каждому из концов рельсовой линии, затем определяют коэффициент снижения напряжения и значение порогового напряжения освобождения путем умножения порогового напряжения занятия на коэффициент запаса, далее пороговые напряжения занятия и освобождения до занятия рельсовой линии непрерывно корректируют с учетом изменения тока дальнего от шунта питающего конца, при этом пороговые напряжения изменяют пропорционально, а после освобождения рельсовой линии пороговые напряжения корректируют с учетом изменения тока другого конца рельсовой линии для достоверного контроля состояния путевого участка при интервале попутного следования менее трех блок-участков, при этом коррекцию пороговых напряжений производят пропорционально изменению тока питающих концов [Патент RU №2268185, МКП В61L 23/16. Способ контроля свободности путевых участков. Авторы: Полевой Ю.И., Полевая Л.В., Трошина М.В. БИ №02, 2006 г.].
Недостатком этого способа является то, что используется многожильный кабель, при электротяге - дроссель-трансформаторы, полосовые и сглаживающие фильтры, два канала приема сигналов.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
«Раскрытие изобретения»
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности контроля состояний путевых участков, снижения металлоемкости и энергоемкости системы контроля путевых участков, повышения пропускной способности.
Технический результат достигается за счет способа контроля состояний путевого участка двухчастотной рельсовой цепи, заключающегося в том, что в рельсовую линию подают сигнал тональной частоты, и текущее значение сигнала сравнивают с пороговыми значениями, по результатам сравнения определяют состояния путевого участка, пороговые значения определяют на основании текущих значений сигнала, в рельсовые линии в смежных циклах опроса, подают разные частоты для контроля целостности рельсов и свободности путевого участка, что позволяет параллельным колебательным контуром, расположенным по концам рельсовой линии, переключаться с режима КЗ (короткого замыкания) на режим XX (холостого хода), на каждой из двух частот при свободной и исправной рельсовой линии фиксируют текущее значение сигнала (тока питающего конца), которое позволяет определить пороговые значения токов контрольного и шунтового режимов, пороговое значение контрольного режима определяют умножением значения текущего тока на коэффициент Кк (Кк - коэффициент контрольного режима), который меньше единицы, а пороговое значение шунтового режима определяют умножением значения текущего тока на коэффициент Кш (Кш - коэффициент шунтового режима), который больше единицы, если текущее значение тока питающего конца в режиме контроля целостности рельсов меньше порогового значения, то рельсовая линия неисправна, если текущее значение тока питающего конца в режиме контроля свободности рельсовой линии больше порогового значения, то рельсовая линия занята, пороговые значения сохраняют в памяти при занятой или неисправной рельсовой линии, а при свободной и исправной рельсовой линии их постепенно корректируют с учетом значения тока питающего конца, т.е. с учетом значения сопротивления изоляции, при исправных и свободных впереди лежащих рельсовых линиях на локомотив по цифровому радиоканалу передают сигнал, разрешающий движение со скоростью, соответствующей количеству свободных участков.
«Краткое описание чертежей»
На фиг. 1 изображена схема контроля путевого участка, на фиг. 2 - схема, поясняющую работу способа в контрольном режиме, на фиг. 3 - схема, поясняющую работу способа в шунтовом режиме. На фиг. 1, 2 и 3 представлены следующие обозначения:
1 - станционные устройства;
2 и 3 - первая и вторая линейные установки;
4 - блок синхронизации;
5 - генератор сигнальных частот fk и fш;
6 - резистор;
7 - аналого-цифровой преобразователь;
8 - электронная вычислительная машина;
9 - цифровая радиостанция;
10 - антенна;
11 - первый распределитель;
12 - первый ключ;
13 - первый путевой трансформатор;
14 - второй распределитель;
15 - второй ключ;
16 - второй путевой трансформатор;
17 и 18 - линия синхронизации;
19, 20 и 21 - линия питания рельсовых цепей;
22, 23, 24 и 25 - линии связи станционных устройств;
26, 27, 28, 29 и 30 - линии связи первой линейной установки;
31,32, 33, 34 и 35 - линии связи второй линейной установки;
36 и 37 - первый и второй рельсы;
38 и 39 - первая и вторая межрельсовые перемычки;
40, 41, 42 и 43 - путевые конденсаторы;
44 - место повреждения;
45 - поездной шунт.
«Осуществление изобретения» Действие способа осуществляется следующим образом. Импульсы переменного тока (частотой 50 Гц) со станции 1 с блока синхронизации 4 по проводам 17 и 18 передаются на первую линейную установку 2, вторую - 3 и т.д., где с их участием (во время передачи импульса) работают счетчики 11, 14 и т.д. На линиях 26, 31 и т.д., появляются кратковременные импульсы в соответствии с настройкой, т.е. на линии 26 появляется импульс во время первого такта счетчика 11, на линии 31 появляется импульс во время второго такта счетчика 14. Интервал между импульсами в проводах 17 и 18 используется в качестве сигнала цикловой синхронизации (см. систему диспетчерской централизации «ЛУЧ»), сами импульсы могут использоваться для питания микросхем (на фиг. 1 не показаны) линейных установок 2 и 3. Информация о прохождении сигналов цикловой синхронизации (ЦС) с блока синхронизации 4 поступает на ЭВМ 8 по проводу 22. С учетом сигналов ЦС ЭВМ 8 с участием провода 23 управляет генератором сигнальной частоты 5, переключая его с частоты контрольного режима fк (780 Гц) на частоту шунтового режима fш (480 Гц).
Генератор 5 обеспечивает передачу в линию с проводами 19, 20 частоты fк или fш, которая поступает на входы 1, 2 первого ключа 12, второго ключа 15 и т.д., открытие ключей 12 и 15 осуществляется по проводам 26 и 31 соответственно. При этом с выходов 3 и 4 ключа 13 питание подается на входы 1 и 2 первого путевого трансформатора 13, а с выходов 3 и 4 второго ключа 15 по проводам 32 и 33 - на входы 1 и 2 второго путевого трансформатора 16. С выходов 3 и 4 путевого трансформатора 13 по проводам 29 и 30 питание подается в первую рельсовую линию с рельсами 36 и 37, а с выходов 3 и 4 путевого трансформатора 16 по проводам 34 и 35 питание подается в другую рельсовую цепь.
Ток проводов 29 и 30 зависит от частоты сигнального тока, целостности рельсовых нитей 36 и 37, а также наличия подвижного состава на рельсовой линии. При частоте сигнального тока fк в колебательном контуре состоящем из конденсаторов С2 41, отрезков рельсов между перемычкой 38 и конденсатором 41 и самой перемычкой 38 (фиг. 1 и 2) не наступает резонанс токов, входное сопротивление конца (перемычка 38) маленькое. То же происходит и на другом конце рельсовой линии, где установлена перемычка 39 и конденсатор 42. Ток в проводах 29 и 30 достаточно большой, а, следовательно, и по резистору 6. Падение напряжения на резисторе 6 также большое. При частоте сигнального тока fш в колебательном контуре состоящем из конденсаторов С2 41, отрезов рельс между перемычкой 38 и конденсатором 41 и самой перемычкой 38 (фиг. 1 и 3) наступает резонанс токов, входное сопротивление конца большое. То же происходит и на другом конце рельсовой линии, где установлена перемычка 39 и конденсатор 42. Ток в проводах 29 и 30 достаточно маленький, а, следовательно, и по резистору 6. Падение напряжения на резисторе 6 также маленькое. При повреждении рельсовой линии 44 (фиг. 2), падение напряжения на резисторе 6 существенно ниже порогового. При наложении шунта 45 (фиг. 3), падение напряжения на резисторе 6 существенно выше порогового. В соответствии с падением напряжения на резисторе 6 меняется напряжение и на входах 1 и 2 АЦП 7, а, следовательно, и на цифровом выходе 3 и входе 4 ЭВМ 8.
На вход 4 (провод 24) ЭВМ 8 поступает информация о токах на входах каждой рельсовой цепи (на фиг. 1 показана одна), на вход 1 (провод 22) о моменте формирования сигнала ЦС, на выходе 2 ЭВМ 8 (провод 23) присутствует информация о частоте сигнального тока, которая позволяет определить пороговые напряжения и сравнить их с текущими напряжениями, т.е. имеется вся информация, которая позволяет определить целостность рельсов и свободность каждой рельсовой линии. Упомянутая информация позволяет определить посредством ЭВМ 8 количество исправных и свободных рельсовых линий перед поездом. Эта информация появляется на цифровом выходе 3 и по проводу 25 поступает на цифровую радиостанцию 9 и посредством антенны 10 - на локомотивы. Количество радиостанций должно соответствовать количеству локомотивов (на фиг. 1 не показаны).
Наложение шунта в зоне колебательного контура опасных последствий не вызывает, т.к. меняется резонансная частота контура.
Заявленный технический результат достигается за счет использования межрельсовых перемычек вместо дроссель-трансформаторов (снижаются капитальные затраты, способствуют сокращению длин путевых участков и тем самым увеличить пропускную способность), повысить надежность контроля путевых участков и действия системы контроля за счет сокращения количества приборов (в т.ч. фильтров, каналов приема информации).