СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ЛОКОМОТИВ С ПОМОЩЬЮ ШЛЕЙФА
METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING INFORMATION TO LOCOMOTIVE USING LOOP

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано для регулирования движения поездов.
Уровень техники
Известен способ передачи информации на локомотив с помощью радиоканала. Для этого на локомотивах и станциях используются различные железнодорожные радиостанции [Устройства автоматики телемеханики и связи. Часть I. Шалягин Д.В., Цыбуля Н.А., Косенко С.С., Волков А.А. и др. - М.: Маршрут, 2006 (стр. 109-202)].
К недостаткам способа относятся: является использование сложной и дорогостоящей аппаратуры, необходимость передачи адресной части приказа (избирательной части приказа для выбора объекта, принимающего информацию), необходимость защиты приказа от искажений.
Известен способ передачи информации на локомотив с помощью рельсовых цепей РЦ, который используется в системе автоматической локомотивной сигнализации АЛС [Устройства автоматики телемеханики и связи. Часть I. Шалягин Д.В., Цыбуля Н.А., Косенко С.С., Волков А.А. и др. - М.: Маршрут, 2006 (стр. 314-345)]. В РЦ передаются посылки сигнального тока, отличающиеся по количеству импульсов, частоте или фазе. Сигнальный ток, протекающий по рельсам, наводит ЭДС в локомотивных приемных катушках, которые устанавливаются на локомотиве перед первой колесной парой на высоте 150 мм от головки рельса. Такое расстояние определяется местом установки защитной решетки, которую по техническим условиям нельзя установить ниже. Для нормальной работы устройств АЛС при автономной тяге ток под катушками локомотива должен быть не менее 1, 2 А, при электротяге переменного тока - 1,4 А, при электротяге постоянного тока - 2 А. Нормативные величины токов в рельсах зависят от помех тягового тока, а также от помех высоковольтных линий, расположенных вдоль железной дороги. Особенно это сказывается на пересечениях железных дорог с высоковольтными линиями, а также на железнодорожных мостах, где на фермах моста устанавливаются консоли для крепления проводов высоковольтных линий с большой величиной тока нагрузки. Известен случай, когда наведенная ЭДС в приемных катушках составляла величину, которая эквивалентна току в рельсах 10 А (мост через реку Амударья длиной 1800 м).
Недостатком способа является необходимость создания больших значений сигнальных токов в рельсовых нитях для ослабления влияния помех, и получения достаточных значений ЭДС в приемных катушках при расстоянии 150 мм от головки рельса до катушки.
Известен способ передачи информации на локомотив с помощью испытательного шлейфа (замкнутая петля из медного изолированного провода), который укладывается вдоль рельсового пути, и электрические сигналы локомотивной сигнализации посылаются в него как в рельсы [Леонов А.А. Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации. - М.: Маршрут, 1982 (стр. 132-136)].
Недостатком способа является то, что испытательные шлейфы устанавливаются на контрольном пункте для проверки работы системы АЛС, они не предусмотрены для передачи сигналов АЛС на перегоне.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено техническое решение, является повышение объема и достоверности передаваемой информации на локомотив, снижение мощности передаваемого сигнала для работы локомотивных устройств АЛС, которая зависит от длины РЦ, частоты сигнального тока и сопротивления изоляции.
Способ передачи информации на локомотив с помощью шлейфа, заключающийся в том, что ток от генератора сигнальной частоты протекает по шлейфу, который закрепляется к рельсу крепежными скобами, отличающийся тем, что активная часть шлейфа (проводник длиной 5-10 м), находится внутри колеи, а подводящие ток участки шлейфа - снаружи колеи, вдоль каждого рельса прокладываются по несколько шлейфов, количество которых зависит от объема передаваемой информации, по каждому шлейфу протекает ток активной или пассивной частоты, что позволяет формировать двоичный код, разряды которого соответствуют порядковому номеру шлейфа, приемные локомотивные катушки имеют Г-образный сердечник, расположенный по следу бандажа колеса между колесными парами первой локомотивной тележки, катушки включены раздельно, для каждой катушки предусмотрен свой приемник (фильтр, усилитель, пороговый элемент), к входу которого подсоединены выводы катушки, а к выходу приемника - локомотивная ЭМВ, которая получает информацию от сигналов каждого шлейфа о количестве свободных впереди лежащих коротких путевых участков (250 м), номере пути приема (путь приема, путь безостановочного или сквозного пропуска), номере пути отправления (один из путей перегона, на который отправляется поезд).
Устройство передачи информации на локомотив с помощью шлейфа, содержащее генератор сигнальной частоты, подключенный к шлейфу, который укладывается вдоль рельсового пути, электрические сигналы локомотивной сигнализации посылаются в шлейф как в рельсы, отличающийся тем, что у каждого рельса укладываются несколько шлейфов, активная часть каждого шлейфа (проводник длиной 5-10 м) прикреплена к рельсу с внутренней стороны колеи, а пассивная - с внешней, количество шлейфов зависит от объема передаваемой информации, по каждому шлейфу протекает ток активной или пассивной частоты, что позволяет сформировать двоичный код, разряды которого соответствуют порядковому номеру шлейфа, каждый шлейф подсоединяется к выходам двух электронных ключей, входы одного из которых соединены с выходом генератора активной частоты, а входы другого - с выходом генератора пассивной частоты, прямой и инверсные управляющие входы электронных ключей соединены между собой и с одним из выходов миниЭВМ, остальные выходы миниЭВМ соединены с входами других пар электронных ключей, приемные локомотивные катушки имеют Г-образный сердечник, расположенный по следу бандажа колеса между колесными парами первой локомотивной тележки, катушки включены раздельно, для каждой катушки предусмотрен свой приемник (фильтр, усилитель, пороговый элемент), к выходам приемников и выходу приемника ГЛОГАСС подсоединены входы локомотивной ЭВМ, выходы которой соединены с входом локомотивного навигатора и входом устройства управления и контроля движения поезда, локомотивная ЭВМ получает информацию о состоянии впереди лежащих путевых участков, установленных маршрутах, что в сочетании с информацией в памяти локомотивной ЭВМ о плане и профиле пути, схематических планах станций и параметрах поезда, позволяет ей безопасно регулировать движение поезда.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показаны рельсовые нити, локомотивные катушки и шлейфы; на фиг. 2 - схема подключения шлейфов к генераторам, на фиг. 3 - структурная схема локомотивных устройств приема информации.
Осуществление изобретения
На фиг. 1, 2 и 3 приведены следующие обозначения:
1 и 2 - первый и второй рельсы;
3 и 4 - сердечники над левым и правым рельсами;
5 и 6 - локомотивные приемные катушки над левым и правым рельсами;
7, 8, 9 и 10 - первый, третий, второй и четвертый шлейфы Ш1, Ш3, Ш2 и Ш4;
11, 12, 13 и 14 - электронные ключи для подключения генераторов к шлейфам ЭК1А (первый для активной частоты), ЭК1П, ЭК2А и ЭК2П (второй для пассивной частоты);
15 и 16 - генераторы пассивной и активной частоты ГП и ГА;
17 - миниЭВМ;
18 - приемник ГЛОНАСС ПГЛ;
19 - локомотивная ЭВМ - ЭВМЛ;
20 - локомотивный навигатор ЛНВ;
21 - первый локомотивный приемник ЛП1;
22 - второй локомотивный приемник ЛП2;
23 - устройство управления и контроля за движением поезда УУКДП.
Для передачи информации на локомотив предусмотрены генераторы активной ГА и пассивной ГП сигнальных частот, от которых по шлейфу протекает ток. Шлейфы закрепляются к рельсам крепежными скобами. Активная часть шлейфа (проводник длиной 5-10 м), находится внутри колеи, а подводящие ток участки шлейфа - снаружи колеи. ЭДС в локомотивных катушках наводится только от активной части шлейфа.
Вдоль каждого рельса прокладываются по несколько шлейфов, количество которых зависит от объема передаваемой информации. По каждому шлейфу протекает ток активной или пассивной частоты, что позволяет сформировать двоичный код, разряды которого соответствуют порядковому номеру шлейфа. Приемные локомотивные катушки имеют Г-образный сердечник, расположенный по следу бандажа колеса между колесными парами первой локомотивной тележки. Катушки включены раздельно, для каждой катушки предусмотрен свой приемник (фильтр, усилитель, пороговый элемент), к входу которого подсоединены выводы катушки. Выходы приемников соединены с входами локомотивной ЭМВ. ЭВМ получает информацию от сигналов со шлейфов о количестве свободных впереди лежащих коротких путевых участков (250 м), номере пути приема (путь приема, путь безостановочного или сквозного пропуска), номере пути отправления (один из путей перегона, на который отправляется поезд).
У правого рельса 1 (фиг. 1) закреплены первый 7 и второй 9 шлейфы, у левого рельса 2 - третий 8 и четвертый 10 шлейфы. Всего показано четыре шлейфа: первый второй, третий и четвертый. От четырех шлейфов формируется четырехбитный сигнал ХХХХ. Представленный код позволяет передать информацию о состоянии 16 путевых участков. При длине участков 250 м на локомотив передается информация о состоянии четырехкилометрового участка, что вполне достаточно для обеспечения безопасности движения грузового поезда. При подходе к станциям на локомотив необходимо передать дополнительную информацию о номере пути приема, а при сквозном или безостановочном пропуске - номер перегонного пути отправления. Эта информация передается на локомотив с дополнительного комплекта устройств, который аналогичен комплекту представленному на фиг. 1.
При отправлении поезда информация о маршруте отправления формируется станционными устройствами (в настоящем изобретении не рассматривается).
На фиг. 1 представлены рельсы 1 и 2 со шлейфами 7, 8, 9 и 10, и локомотивные катушки 5 и 6 с сердечниками 3 и 4. Номер шлейфа на локомотиве определяется за счет приема сигналов со шлейфов правого (7 и 9) или левого рельсов (8 и 10) и координаты местонахождения, которая определяется приемником ГЛОНАСС ПГЛ 18 (фиг. 3). Номеру шлейфа соответствует номер бита, а значение бита определяется качеством посылки сигнала (частота активной или пассивной посылки). Четырехбитный код формируется за счет ЛК1 5, ЛК 2 6, ЛП1 21, ЛП2 22 и передается на локомотивную ЭВМ 19 через входы 2 и 3. В определении номера бита принимает участие ПГЛ 18. Таким образом поступает информация на локомотив о количестве впередилежащих свободных путевых участков. Аналогично с дополнительных устройств перед станцией, которые имеют такую же структуру как на фиг. 2, передается информация об установленных маршрутах на станции. Основное назначение устройств, структура которых представлена на фиг. 2, заключается в передаче информации на локомотив о количестве свободных участков (длиной 250 м) перед локомотивом.
Генераторы пассивной частоты ГП 15 и активной частоты ГА 16 посредством электронных ключей ЭК3А 11, ЭК3П 12, ЭК4А 13 и ЭК4П 14 подключаются к шлейфам Ш3 8 и Ш4 10 (с участием выходов 3 и 4 миниЭВМ). Посредством выходов 1 и 2 осуществляется подключение генераторов ГП 15 и ГА 16 к шлейфам Ш1 7 и Ш2 9 (цепи подключения на фиг. 2 не показаны).
Информация, полученная ЭВМЛ 19, обрабатывается, и посредством выводов ЭВМЛ 4 и 5 передается на навигатор ЛНВ 20 и устройство УУКДП 23.