УСТАНОВКА ДЛЯ ОЦЕНКИ И ДЕМОНСТРАЦИИ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ КАНАЛОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКОМОТИВНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к средствам измерения в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики и предназначена для повышения достоверности оценки помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия аддитивных и мультипликативных помех от тягового тока при функционировании современных и разрабатываемых новых систем и устройств. Предлагаемая установка позволяет не только выполнять оценку помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации, но и производить обучение специалистов, разрабатывающих и обслуживающих системы автоматической локомотивной сигнализации.
В настоящее время измерения с целью оценки помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации осуществляется, как правило, на действующих устройствах и частично в лабораторных условиях, в которых практически исключена оценка помехоустойчивости в зависимости от аддитивных и мультипликативных помех, возникающих при колебании локомотивных приемных катушек на резонансной скорости движения.
Широко известно, что влияния помех на прием сигналов каналов автоматической локомотивной сигнализации являются случайными процессами и поэтому возникает задача создания автономных устройств измерений с целью оценки помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия помех от тягового тока, обеспечивающих оценку помехоустойчивости в лабораторных условиях с минимальными техническими и экономическими затратами.
Отсутствует возможность наглядно изучать механизм передачи и приема сообщений по каналам автоматической локомотивной сигнализации в условиях изменяющихся параметров рельсовой и индуктивно-рельсовой линиях и наличия мощных помех от тягового тока.
Известно устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации, содержащее двигатель, редуктор, механизм возвратно-поступательного перемещения, механизм качательного перемещения приемных катушек, приемные катушки, участок рельсовой линии и представляющее из себя имитатор колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения. (Патент РФ №2033935, МПК B61L 25/06, 3/20: «Устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации», Леушин В.Б.; Смирнова Л.Б.; Владимиров П.А.; Маврин А.В.; Коваленко С.В.; Комов Д.А., Бюл. №12, 1995 г.
Также известно устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации, которое содержит источник сигнального тока, дроссель-трансформатор, рельсовую линию, к нитям которой подключены регулируемые реостаты и выключатели, имитатор источника тягового тока и формирователь аддитивных помех. (Патент РФ №2070122, МПК B61L 3/20: «Устройство для проверки автоматической локомотивной сигнализации», Леушин В.Б.; Григорьев О.В.; Трофимов И.И.; Игнатьева Г.В., Бюл. №34,1996 г.
Недостатком данных устройств является отсутствие возможности производить оценку помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации при наличии аддитивных и мультипликативных помех от тягового тока, что в свою очередь не позволит снизить вероятность появления сбоев и отказов в работе устройств автоматики и телемеханики с рельсовыми и индуктивно-рельсовыми линиями.
Известна установка для демонстрации механизма приема полезного сигнала локомотивными приемными катушками содержащая источник сигнального тока, дроссель-трансформатор, рельсовую линию, локомотивные приемные катушки, источник помех от тягового тока, который содержит имитатор источника тягового тока, блок формирования аддитивных помех, который содержит регулируемые реостаты и выключатели, блок имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения. (Патент №24888, МПК G09B 9/042/ Леушин В.Б.; Зейлерт Е.В.; и др.; СамГУПС (РФ). - №2001113166/20; заявлено 14.05.2001, опубл. 27.08.2002, БИ №24.).
Недостатком данной установки является то, что оно не позволяет реализовать оценку помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации в лабораторных условиях при наличии различных видов кодирования и декодирования, модуляции и демодуляции, средней частоты полосы пропускания рабочего диапазона частот, вида сигналов, наличии аддитивных и мультипликативных помех от тягового тока в условиях максимального приближения к реальным условиях эксплуатации. Данная установка не позволяет наглядно обучать специалистов, разрабатывающих и эксплуатирующих автоматическую локомотивную сигнализацию, производить оценку помехоустойчивости каналов.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и повышении достоверности информации при оценке помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия аддитивных и мультипликативных помех от тягового тока, позволит снизить вероятность появления сбоев и отказов в работе устройств автоматики и телемеханики с рельсовыми и индуктивно-рельсовыми линиями.
Технический результат достигается тем, что в установку для оценки и демонстрации помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации содержащую источник сигнального тока, дроссель-трансформатор, рельсовую линию, локомотивные приемные катушки, источник помех от тягового тока, блок имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения, причем источник помех от тягового тока содержит имитатор источника тягового тока и блок формирования аддитивных помех, который содержит регулируемые реостаты и выключатели, причем выход источника сигнального тока соединен с первым входом дроссель-трансформатора, второй вход которого соединен с первым выходом источника помех от тягового тока, который является выходом имитатора источника тягового тока, вход которого соединен с первым выходом рельсовой линии, первый и второй входы которой соединены соответственно со вторым и третьим выходами источника помех от тягового тока, которые одновременно являются первым и вторым выходами блока формирования аддитивных помех, вход которого, являющийся входом регулируемых реостатов, через второй вход источника помех от тягового тока соединен выходом дроссель-трансформатора, причем, выход регулируемых реостатов соединен с входом выключателей, первый и второй выходы которых являются первым и вторым выходами блока формирования аддитивных помех, второй выход рельсовой линии соединен с первым входом локомотивных приемных катушек, второй вход которых соединен с выходом блока имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения, согласно полезной модели в устройство дополнительно введены локомотивный приемник, содержащий полосовой фильтр приемника, демодулятор, решающее устройство, и блок оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации, содержащий блок расчета ошибок и блок индикации, а в источник сигнального тока дополнительно введены кодер, генератор несущей сигнала, модулятор и полосовой фильтр, причем выход источника сигнального тока является выходом полосового фильтра, вход которого соединен с выходом модулятора, первый вход которого соединен с выходом генератора несущей сигнала, а второй вход соединен с выходом кодера, который соединен с первым входом блока оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации, который является также первым входом блока расчета ошибок, выход которого соединен с входом блока индикации, а второй вход соединен с выходом локомотивного приемника, который одновременно является выходом решающего устройства, вход которого соединен с выходом демодулятора, вход которого соединен с выходом полосового фильтра приемника, вход которого является входом локомотивного приемника и соединен с выходом локомотивных приемных катушек.
Введение локомотивного приемника, содержащего полосовой фильтр приемника, демодулятор, решающее устройство, блок оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации, содержащего блок расчета ошибок и блок индикации, а так же введение в источник сигнального тока кодера, генератора несущей сигнала, модулятора и полосового фильтра, обеспечивает расширении функциональных возможностей установки и повышении достоверности информации при оценке помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации в условиях действия аддитивных и мультипликативных помех от тягового тока, что в свою очередь позволит снизить вероятность появления сбоев и отказов в работе устройств автоматики и телемеханики с рельсовыми и индуктивно-рельсовыми линиями.
На фигуре представлена функциональная схема установки для оценки и демонстрации помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации.
Установка для оценки и демонстрации помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации состоит из источника сигнального тока 1, дроссель-трансформатора 2, рельсовой линии 3, локомотивных приемных катушек 4, источника помех от тягового тока 5, блока имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения 6, кодера 7, генератора несущей сигнала 8, модулятора 9, полосового фильтра 10, имитатора источника тягового тока 11, блока формирования аддитивных помех 12, регулируемых реостатов 13, выключателей 14, локомотивного приемника 15, блока оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации 16, полосового фильтра приемника 17, демодулятора 18, решающего устройства 19, блока расчета ошибок 20, блока индикации 21.
Установка работает следующим образом.
Перед началом работы оператор производит следующие виды настройки:
а) В источнике сигнального тока 1 в соответствии с проводимыми исследованиями производятся следующие операции: выбор кодовой комбинации в соответствии с проводимыми исследованиями и настройка кодера 7; настройка генератора несущей сигнала 8 на частоту несущей сигнального тока; настройка модулятора 9 в соответствии с видом модулирующего сигнала; настройка полосового фильтра 10 на соответствующий рабочий диапазон частот и частоту несущей сигнала.
б) В источнике помех от тягового тока 5 в соответствии с проводимыми исследованиями посредством имитатора источника тягового тока 11 выбирается вид тягового тока (постоянный или переменный), в блоке формирования аддитивных помех 12 посредством настройки величин сопротивлений регулируемых реостатов 13 и положением выключателей 14 регулируется величина продольной асимметрия тягового тока в рельсовой линии 3.
в) В блоке имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения 6 производится настройка параметров колебания кузова локомотива (амплитуда колебаний при боковых и горизонтальных колебаниях, а также частота этих колебаний при резонансной скорости движения).
г) В локомотивном приемнике 15 производится настройка полосового фильтра приемника 17 на соответствующий рабочий диапазон частот и частоту несущей сигнального тока и настройка демодулятора 18 в соответствии видом модулирующего сигнала.
д) В блоке расчета ошибок 20 устанавливается соответствующий режим расчета - вычисление вида ошибки («пропуск цели», «ложная цель», «общее количество ошибок»).
Затем оператор включает установку: включает источник сигнального тока 1, источник тягового тока 5, блок имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения 6, локомотивный приемник 15, блок оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации 16.
Источник сигнального тока 1 формирует сигнальный ток несущий сообщение в соответствии с проводимыми исследованиями в заданном рабочем диапазоне частот с конкретной частотой несущей сигнального тока. При этом сигнальный ток через дроссель-трансформатор 2 поступает в рельсовую линию 3, которая совместно с локомотивными приемными катушками 4 образует индуктивно-рельсовую линию.
Источник помех от тягового тока 5 формирует тяговый ток в рельсовых нитях рельсовой лини 3 в соответствии с настройкой в блоке имитации тягового тока 11 вида тягового тока и настройкой величины продольной асимметрии рельсовой линии в блоке 12 посредством регулируемых реостатов 13 и выключателей 14. Результатом функционирования блока 5 является наводка в локомотивных приемных катушках 4 аддитивных помех от тягового тока.
Блок имитации колебания кузова локомотива при резонансной скорости движения 6, управляя перемещением локомотивных приемных катушек в пространстве относительно рельсовой линии 3, формирует процесс изменения взаимной индукции локомотивных приемных катушек 4 относительно рельсовой линии 3 и тем самым формирует мультипликативные помехи в соответствии с заданными параметрами колебания кузова локомотива на резонансной скоростью движения.
При этом на выходе локомотивных приемных катушках 4 наводится «смесь» сигнала, аддитивных и мультипликативных помех, которая поступает на вход локомотивного приемника 15.
Полосовой фильтр приемника 17 подавляет помехи вне рабочего диапазона частот. Демодулятор 18 выделяет из принимаемого сигнала модулирующий сигнал, из которого решающее устройство 19 формирует принятое сообщение. С выхода решающего устройства 19 приятое сообщение поступает на второй вход блока расчета ошибок 20, одновременно на первый вход, которого с выхода кодера 7 поступает переданное сообщение. Блок расчета ошибок 20 осуществляет расчет ошибок («пропуск цели», «ложная цель», «общее количество ошибок»), посредством анализа элементов переданного и принятого сообщений. Результаты расчетов выводятся в блок индикации 21. При этом блок оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации 16 наглядно реализует оценку помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации.
В результате проведенных исследований оператор получает всю необходимую информацию о зависимости помехоустойчивости каналов существующих и вновь разрабатываемых систем автоматической локомотивной сигнализации от параметров сигналов и помех, вида кодирования, модуляции и демодуляции, параметров рельсовых и индуктивно-рельсовых линий.
Таким образом, дополнительное введение в установку для оценки и демонстрации помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации локомотивного приемника 15 и блока оценки и демонстрации помехоустойчивости канала автоматической локомотивной сигнализации 16, позволит исследователям с минимальными техническими и экономическими затратами при максимальном приближении к реальным условиям эксплуатации наиболее полно оценить уровень помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации в зависимости от видов кодирования и модуляции, от параметров сигналов и помех в рельсовых и индуктивно-рельсовых линиях, что в свою очередь позволит разрабатывать мероприятия для уменьшения и исключения влияния помех на достоверность приема сигналов каналов автоматической локомотивной сигнализации, и тем самым позволит снизить вероятность появления сбоев и отказов в работе устройств автоматики и телемеханики с рельсовыми и индуктивно-рельсовыми линиями. Учитывая наглядность выполнения процесса оценки и демонстрации помехоустойчивости каналов автоматической локомотивной сигнализации локомотивного при воздействии аддитивных и мультипликативных помех от тягового тока на прием сигнального тока, предлагаемая установка позволяет производить обучение специалистов разрабатывающих и эксплуатирующих системы автоматической локомотивной сигнализации.