СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЙ СТАНЦИОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ
METHOD FOR MONITORING STATUS OF STATION 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 на станции.
Уровень техники
Известен способ регулирования движения поездов с использованием устройств радиосвязи [Патент 2732181 (РФ). Способ регулирования движения поездов. Полевой Ю.И. / Опубл. 14.09.2020, Бюл. №26, МПК B61L 23/16], с помощью которых передают с поста электрической централизации ЭЦ на локомотив Л информацию о состоянии перегонных рельсовых цепей РЦ, расположенных в зоне контроля ЗК, т.е. между станцией и серединой перегона, номерах установленных маршрутах НМ и прогнозное время приема/отправления поезда, локомотивной ЭВМ ЭВМЛ, которая на основании полученной информации и информации хранящейся в память о путевом развитии (станций и перегонов), плане и профиле пути всего участка следования Л, а также с учетом местонахождения Л, которое определяет приемник ГЛОНАСС ПГЛ, рассчитывает протяженность свободного участка пути перед поездом, определяет конфигурацию маршрута (с учетом марок стрелочных крестовин), оптимальную скорость движения поезда в любой точке пути (рассчитывает кривую скорости) и передает информацию о скорости на устройство регулирования скорости поезда УРСП, которое управляет локомотивным контроллером и краном машиниста, поддерживает оптимальную скорость в зоне контроля ЗК (между средними точками перегонов прилегающих к станции), отличающийся тем, что
контроль состояний перегонных РЛ осуществляют тональными рельсовыми цепями ТРЦ с помощью двухпроводной линии питания ЛП и пошаговой работы линейных распределителей ЛРС, и двухпроводной линии контроля ЛК для передачи информации о состоянии РЦ на посты ЭЦ прилегающих станций;
линии ЛП и ЛК укладывают от середины перегона до станции, к ЛП на посту ЭЦ подсоединяют тональный путевой генератор ПГ, а к ЛК - тональный путевой приемник ПП; под воздействием станционной ЭВМ ЭВМС ПГ посылает в ЛП серию импульсов (16 импульсов) между которыми следует интервал, выполняющий функции сигнала цикловой синхронизации ЦС, импульсы разделены границами, где фаза сигнала изменяется на противоположную;
на границах РЦ устанавливают путевые коробки ПК с аппаратурой питающего конца ПКГ (генераторный) или приемного конца ПКП, ПКП и ПКГ размещают в шахматном порядке;
выходы линейных распределителей ЛРС, размещенные в ПК, подсоединяют к электронному ключу ЭК так, чтобы осуществлять циклический контроль состояний РЦ;
по ЛК циклически передают информацию на ПП о состоянии РЦ, при этом к ПП посредством путевых трансформаторов ПТ и ЛК подсоединяют приемный конец РЦ, амплитуда сигнала указывает на состояние РЛ (занятии/свободна, исправна/неисправна);
на Л передают информацию о состоянии РЦ находящихся в зоне ЗК и дополнительно о РЦ на участке, длина которого соответствует интервалу попутного следования и который примыкает к середине перегона, что является зоной управления ЗУ, это позволяет уверенно регулировать скорость движения поездов пересекающих середину перегона;
передачу информации с поста ЭЦ на Л осуществляют с помощью приказа телеуправления ТУ с участием радиопередатчика РПЭ поста ЭЦ, прием информации на Л - с помощью локомотивного радиоприемника РПЛ, на все Л, находящиеся в ЗУ, передают одинаковую информацию: о свободных РЦ на перегоне и установленных маршрутах на станции (маршрутах приема и отправления), выбор полезной части информации на Л осуществляют с помощью ПГЛ;
переключение локомотивного радиоприемника РПЛ с приема радиосигнала с поста ЭЦ станции отправления на прием сигнала с поста ЭЦ станции приема осуществляют в середине перегона, которую фиксирует ПГЛ.
Недостатком способа является то, что количество ПП в РЦ тональной рельсовой цепи не может быть больше четырех.
Известен способ контроля состояний станционных рельсовых цепей РЦ [Патент 2735872 (РФ). Способ контроля станционных рельсовых цепей. Полевой Ю.И. / Опубл. 19.11.2020, Бюл. №31, МПК B61L 23/16], заключающийся в том, что к середине рельсовой линии РЛ на время контроля посредством линии телеуправления ЛТУ подсоединяют путевой генератор ПГ тональной частоты, по линии телесигнализации ЛТС к ответвлениям рельсовой линии - путевой приемник ПП, время и длительность подключения путевых приборов задает станционная ЭВМ ЭВМС с участием приборов напольной точки ПНТ, отличающийся там, что для сбора информации о состоянии рельсовых цепей РЦ, участвующих в маршруте, посылают приказ телеуправления ТУ, в избирательной части ИЗ которого - информация о номере маршрута НМ, а в исполнительной ИС - тактовые импульсы ТИ для питания РЦ, которые являются также и тактовыми импульсами ТИ для управления работой приборов напольных точек ПНТ; на границах тактовых импульсов ТИ фазу сигнала меняют на противоположную, в конце приказа создают интервал для фиксации окончания приказа, количество ТИ соответствует количеству коротких рельсовых линий РК между питающим ПТГ (генераторным) и приемным путевым трансформаторами ПТП в маршруте; в избирательной части ИЗ приказа телеуправления ТУ передают тактовые импульсы ТИ, длительность которых может быть короткой или длинной, этими импульсами передают информацию о номере маршрута ИМ, с участием тактовых импульсов ТИ с помощью контроллера КН напольной точки осуществляют кратковременное открытие электронного ключа ЭК для подсоединения линии телеуправления ЛТУ или телеконтроля ЛТК к рельсовой линии РЛ в одном-двух тактах, номера тактов хранятся в памяти контроллера КН для каждого из номеров маршрутов НМ; при передаче исполнительной ИС части приказа телеуправления ТУ, которая осуществляется одновременно с передачей исполнительной ИС частью приказа телесигнализации ТС, создают цепь питания РЦ от ПГ до ПП с участием линии телеуправления ЛТУ, приборов путевой коробки с аппаратурой генераторного (питающего) конца ПТГ: преобразователь напряжения ПН, аккумулятор Акк, настроечные дужки Д1 и Д1, устройства контроля смены фазы УКСФ, устройства контроля приема сигнала ЦС УКЦС (в прототипе УКОП - устройство контроля окончания приказа), КН, ЭК, ПТ, РЛ, приборов путевой коробки с аппаратурой приемного конца ПТП: ПН, Акк, Д1 и Д2 ПТ, ЭК, УКСФ, УКЦС, ЭК, линии телесигнализации ЛТС; на выходе путевого приемника ПП появляется аналоговый сигнал, амплитуда которого зависит, в основном, от состояния РЛ, на выходе ПП появляется цифровой сигнал, соответствующий уровню аналогового сигнала; поочередное циклическое подключение коротких рельсовых цепей КРЦ маршрутных участков осуществляется с участием станционной ЭВМ ЭВМС, которая воздействует на путевой генератор ПГ, изменяет фазу сигнала на противоположную и формирует интервал в конце приказа, затем ЭВМС формирует новый приказ для проверки коротких рельсовых цепей КРЦ следующего маршрута; после проверки КРЦ в установленных маршрутах начинается проверка КРЦ не участвующих в установленных маршрутах; каждая разветвленная рельсовая цепь может иметь до десяти приемных концов потому, что к рельсовой линии РЛ одновременно подсоединяется только один путевой приемник ПП, что способствует повышению шунтовой чувствительности и снижению времени контроля РЦ; схема напольной точки является универсальной, в зависимости от положения настроечных дужек она может выполнять функции напольной точки генераторного или приемного конца; передача информации о состоянии РЦ с поста ЭЦ на Л осуществляют с помощью радиопередатчика РПЭ поста ЭЦ, а ее прием на Л - с помощью локомотивного радиоприемника РПЛ, горловина станции разделена на участки, контроль которых осуществляется по ЛТУ и ЛТС, предусмотренным для каждого из участков.
Недостатком способа является то, что за пороговое напряжение разных концов одной РЦ принято одно и то же напряжение.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено техническое решение, является сокращение жильности кабеля, аппаратуры контроля состояний станционных рельсовых цепей и времени контроля.
Технический результат достигается тем, что способ контроля состояний станционных рельсовых цепей осуществляют с использованием принципа прямого доступа к рельсовой линии и четырехпроводной линии связи.
Способ контроля состояний станционных рельсовых цепей РЦ, заключающийся в том, что к середине рельсовой линии РЛ на время контроля посредством линии телеуправления ЛТУ подсоединяют путевой генератор ПГ тональной частоты, по линии телесигнализации ЛТС к ответвлениям РЛ - путевой приемник ПП, время и длительность подключения путевых приборов задается станционной ЭВМ ЭВМС с участием приборов напольной точки ПНТ, для сбора информации о состоянии РЦ, участвующих в маршруте, посылают приказ телеуправления ТУ, в избирательной части ИЗ которого передают информацию о номере маршрута НМ, а в исполнительной ИС - тактовые импульсы ТИ для питания РЦ, тактовые импульсы ТИ осуществляют и управление работой приборов напольных точек ПНТ; на границах ТИ фазу сигнала меняют на противоположную, в конце приказа создают интервал для фиксации окончания приказа, количество ТИ соответствует количеству коротких рельсовых линий КРЦ между питающим ПТГ (генераторный) и приемным путевым трансформаторами ПТП в маршруте; в ИЗ приказа ТУ передают ТИ, длительность которых может быть короткой или длинной, этими посылками передают информацию о НМ, с участием ТИ и с помощью контроллера КН напольной точки осуществляют кратковременное открытие электронного ключа ЭК для подсоединения ЛТУ или ЛТС к РЛ в одном-двух тактах, номера тактов хранятся в памяти КН для каждого из НМ; при передаче ИС части приказа ТУ, которая осуществляется одновременно с передачей ИС частью приказа телесигнализации ТС, создают цепь питания РЦ от ПГ до ПП с участием линии телеуправления ЛТУ, приборов путевой коробки с аппаратурой генераторного (питающего) конца ПТГ: преобразователь напряжения ПН, аккумулятор Акк, настроечные дужки Д1 и Д1, устройства контроля смены фазы УКСФ, устройства контроля приема сигнала ЦС УКЦС (в прототипе УКОП - устройство контроля окончания приказа), КН, ЭК, ПТ, РЛ, приборов путевой коробки с аппаратурой приемного конца ПТП: ПН, Акк, Д1 и Д2 ПТ, ЭК, УКСФ, УКЦС, ЭК, линии телесигнализации ЛТС; на входе ПП появляется аналоговый сигнал, амплитуда которого зависит, в основном, от состояния РЛ, на выходе ПП появляется цифровой сигнал, соответствующий уровню аналогового сигнала; поочередное циклическое подключение коротких рельсовых цепей КРЦ маршрутных участков осуществляют с участием ЭВМС, которая воздействует на ПГ, изменяет фазу сигнала на противоположную и формирует интервал в конце приказа, затем ЭВМС формирует новый приказ для проверки КРЦ следующего маршрута; после проверки КРЦ в установленных маршрутах начинают проверку КРЦ не участвующих в установленных маршрутах; каждая разветвленная РЦ может иметь до десяти приемных концов потому, что к РЛ одновременно подсоединяют только один ПП, что способствует повышению шунтовой чувствительности и снижению времени контроля РЦ; схема напольной точки является универсальной, в зависимости от положения настроечных дужек она может выполнять функции напольной точки генераторного или приемного конца; передача информации о состоянии рельсовых цепей с поста ЭЦ на Л осуществляют с помощью радиопередатчика РПЭ поста ЭЦ, а ее прием на локомотиве - с помощью радиоприемника РПЛ, горловина станции разделена на участки, контроль которых осуществляют по ЛТУ и ЛТС, предусмотренном для каждого из участков, отличающийся тем, что пороговое напряжение Uп, которое определяют с помощью ЭВМС для ПП каждой из КРЦ, когда сама КРЦ и все ответвления, прилегающие к месту подключения путевого трансформатора ПТ приемного и питающего конца, свободны от подвижного состава, а рельсовые нити исправны, за пороговое напряжение Uп принимают усредненное значение трех последних замеров текущих напряжений Uт на выходе ПП при перечисленных условиях, КРЦ фиксируют свободной, если Uт, в момент замера, и Uп соответствуют условиям 0,75⋅Uп<Uт<1,25⋅Uп, в противном случае КРЦ фиксируют занятой или неисправной.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен фрагмент схематического плана горловины станции с обозначением питающих и приемных концов рельсовых цепей РЦ.
На фиг. 1 приведены следующие обозначения:
1, 2, 3, …, 20 - первый, второй, третий, …, двадцать первый стрелочные переводы;
21, 22, 23, …, 42 - двадцать первый, двадцать второй, двадцать третий, ,…, сорок второй стрелочные и бесстрелочные путевые участки.
Условные обозначения в тексте и на фиг. 1
Акк - аккумулятор;
ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система;
Д1 и Д2 - первая и вторая настроечные дудки;
ЗК - зона контроля;
ЗУ - зона управления;
ИЗ - избирательный;
ИС - исполнительный;
КН - контроллер;
КРЦ - короткая рельсовая цепь;
Л - локомотив;
ЛК - линии контроля;
ЛП - линии питания;
ЛРС - линейный распределитель;
ЛТС - линии телесигнализации;
ЛТУ - линия телеуправления;
НМ - номер маршрута;
НП - настроечная перемычка;
ПГ - путевой генератор;
ПГЛ - приемник ГЛОНАСС;
ПК - путевая коробка;
ПКГ - путевая коробка с аппаратурой генераторного (питающего) конца;
ПКП - путевая коробка с аппаратурой приемного конца;
ПН - преобразователь напряжения:
ПНТ - приборов напольной точки;
ПП - путевой приемник;
ПТ - путевой трансформатор;
ПТГ - путевая коробка с аппаратурой генераторного (питающего) конца;
ПТП - путевая коробка с аппаратурой приемного конца;
РЛ - рельсовая линия;
РПЛ - локомотивный радиоприемник;
РПЭ - радиопередатчик поста электрической централизации;
РЦ - рельсовая цепь;
ТИ - тактовые импульсы;
ТРЦ - тональная рельсовая цепь;
ТС - телесигнализация;
ТУ - телеуправление;
УКСФ - устройства контроля смены фазы;
УКЦС - устройства контроля приема сигнала ЦС (в прототипе УКОП - устройство контроля окончания приказа);
УРСП - устройство регулирования скорость поезда;
ЦС - сигнала цикловой синхронизации;
ЭВМ - электронно-вычислительная машина;
ЭВМЛ - локомотивная электронно-вычислительная машина;
ЭВМС - станционная электронно-вычислительная машина;
ЭК - электронный ключ;
ЭЦ - пост электрической централизации.
Осуществление изобретения
Схемная реализация предложенного метода полностью совпадает с прототипом [Патент 2735872 (РФ). Способ контроля станционных рельсовых цепей. Полевой Ю.И. / Опубл. 19.11.2020, Бюл. №31, МПК B61L 23/16]. Отличием является только определение порогового напряжения, которое осуществляется с участием ЭВМС, для каждого из путевых приемников (место размещения путевого трансформатора) короткой рельсовой цепи КРЦ.
На фиг. 1 представлен путевой план горловины станции для демонстрации работы способа, где кроме цифровых (1-17 - стрелочные переводы, 18-42 - стрелочные и бесстрелочные путевые участки) обозначений показаны названия путевых трансформаторов питающих концов рельсовой цепи СП6-20 ПТП (питающий - генераторный) и ПТГ2 и приемных концов этой же рельсовой цепи ПТП1 (приемный), ПТП2, ПТП3, ПТП4, ПТП5, а также пунктирные стрелки на участках прилегающих к этой рельсовой цепи. Путевые трансформаторы ПТП, ПТП1, ПТП2, ПТП3, ПТП4, ПТП5 участвуют в контроле состояний коротких рельсовых цепей в составе участка СП6-20, путевые трансформаторы ПТГ2 и ПТП5 участвуют в контроле состояний участка между ними.
Способ контроля состояний станционных рельсовых цепей РЦ (стрелочно-путевого участка СП6-20 19), заключающийся в том, что к середине рельсовой линии РЛ на время осуществления контроля посредством линии телеуправления ЛТУ подсоединяют путевой генератор ПГ тональной частоты, по линии телесигнализации ЛТС к ответвлениям РЛ - путевой приемник ПП, время и длительность подключения путевых приборов задается станционной ЭВМ ЭВМС с участием приборов напольной точки ПНТ. Для сбора информации о состоянии РЦ, участвующих в маршруте, посылают приказ телеуправления ТУ, в избирательной части ИЗ которого передают информация о номере маршрута НМ, а в исполнительной части ИС - тактовые импульсы ТИ для питания РЦ. Импульсы ТИ осуществляют и управление работой приборов напольной точки ПНТ (приборов путевой коробки); на границах ТИ фазу сигнала меняют на противоположную, в конце приказа создают интервал (аналог сигнала цикловой синхронизации ЦС) для фиксации окончания приказа. Количество ТИ соответствует количеству коротких рельсовых цепей КРЦ (рельсовая цепь между источником питания и одним из приемников) между питающим путевым трансформатором ПТГ (генераторный) и приемным путевым трансформаторами ПТП в маршруте. В ИЗ приказа ТУ передаются тактовые импульсы ТИ, длительность которых может быть короткой или длинной, этими посылками передают информацию о НМ, с участием ТП с помощью контроллера КН осуществляют кратковременное открытие электронного ключа ЭК для подсоединения ЛТУ или ЛТС к РЛ в одном-двух тактах. Номера тактов хранятся в памяти КН для каждого из НМ; при передаче ИС части приказа ТУ, которая осуществляется одновременно с передачей ИС частью приказа ТС, создают цепь питания РЦ от ПГ до ПП с участием линии телеуправления ЛТУ, приборов путевой коробки с аппаратурой генераторного (питающего) конца ПТГ: преобразователь напряжения ПН, аккумулятор Акк, настроечные дужки Д1 и Д1, устройства контроля смены фазы УКСФ, устройства контроля приема сигнала цикловой синхронизации ЦС УКЦС (в прототипе УКОП - устройство контроля окончания приказа), КН, ЭК, ПТ, РЛ, приборов путевой коробки с аппаратурой приемного конца ПТП: ПН, Акк, Д1 и Д2 ПТ, ЭК, УКСФ, УКЦС, ЭК, линии телесигнализации ЛТС. На входе ПП появляется аналоговый сигнал, амплитуда которого зависит, в основном, от состояния РЛ, на выходе ПП появляется цифровой сигнал, соответствующий уровню аналогового сигнала. Поочередное циклическое подключение КРЦ маршрутных участков осуществляют с участием ЭВМС, которая воздействует на ПГ, изменяет фазу сигнала на противоположную и формирует интервал в конце приказа, затем ЭВМС формирует новый приказ для проверки КРЦ следующего маршрута; после проверки КРЦ в установленных маршрутах начинают проверку КРЦ не участвующих в установленных маршрутах. Каждая разветвленная РЦ может иметь до десяти приемных концов потому, что к РЛ одновременно подсоединяют только один ПП, что способствует повышению шунтовой чувствительности и снижению времени контроля РЦ. Схема напольной точки является универсальной, в зависимости от положения настроечных дужек она может выполнять функции напольной точки генераторного или приемного конца; передача информации о состоянии рельсовых цепей с поста ЭЦ на локомотив Л осуществляют с помощью радиопередатчика РПЭ поста ЭЦ, а ее прием на локомотиве - с помощью локомотивного радиоприемника РПЛ. Горловина станции разделена на участки, контроль которых осуществляют по ЛТУ и ЛТС, предусмотренном для каждого из участков. Пороговое напряжение Un, которое определяется с помощью ЭВМС для ПП каждой из КРЦ, когда КРН и все ответвления, прилегающие к месту подключения путевого трансформатора ПТ приемного и питающего конца, свободны от подвижного состава, а рельсовые нити исправны. За пороговое напряжение Uп принимают усредненное значение трех последних замеров текущих напряжений Uт на выходе ПП при перечисленных условиях, КРЦ фиксируют свободной, если Uт, в момент замера, и Uп соответствуют условиям 0,75⋅Uп<Uт<1,25⋅Uп, в противном случае КРЦ фиксируют занятой или неисправной.
Преимуществом способа является то, что для реализации контроля станционных РЦ существенно снижается потребность в кабеле и напольном оборудовании.