Способ определения направленности рельсового транспортного средства в поездном составе
METHOD TO DETERMINE RAIL VEHICLE DIRECTION IN TRAIN COMPOSITION

Настоящее изобретение относится к способу определения направленности рельсового транспортного средства в поездном составе, который выполнен для такого способа.
Определение направленности означает определение направленности рельсового транспортного средства на рельсовом пути, то есть направленности в продольном направлении. Прежде всего, определение направленности выполняется для того, чтобы знать, как концы рельсового транспортного средства направлены в поездном составе или как концы рельсового транспортного средства направлены относительно другого транспортного средства, прежде всего соседнего рельсового транспортного средства.
В настоящее время определение направленности транспортных средств в поездах выполняется посредством местных коммуникационных шлюзов, общающихся друг с другом посредством кабеля и использующих различные средства для обнаружения направленности, таких как, например, боковая выборочная кабельная сеть с разными напряжениями или реле, которые разделяют кабели и позволяют шлюзу проверять на одной стороне и затем на другой стороне, может ли быть установлена связь с ведущим транспортным средством.
Надежное определение направленности остается сложной и практически невозможной на старых системах. Кроме того, автоматическое определение направленности локомотивов в поездах без электрической связи, например товарных поездных поездного составах без UIC-кабеля, в настоящее время невозможно.
US 5,986,579 относится к способу и устройству для определения порядка вагонов в оснащенном ЕСР поезде с использованием неизбежной задержки распространения пневматического сигнала в линии пневматических тормозов, измеряемой на каждом вагоне и используемой для определения порядка вагонов в поезде. Однако US 5,986,579 не содержит способ определения направленности транспортного средства в поездном составе.
Задачей изобретения является обеспечение решения одной или более из этих проблем.
Согласно основной идее изобретения находящаяся под давлением существующая лини сжатого воздуха, которая обычно является воздушной линией тормозной системы, то есть главной тормозной магистралью, используется в качестве сигнальной линии для определения направленности. Воздушная линия соединяет рельсовые транспортные средства поездного состава. Рельсовое транспортное средство поездного состава, направленность которого должна определяться, оснащено датчиками, которые расположены в разных положениях в продольном направлении. Датчики выполнены для измерения сигнала, прежде всего волны давления, которая распространяется через воздушную линию в продольном направлении. Временной сдвиг между сигналами на двух датчиках может быть измерен. Направление распространения сигнала через воздушную линию известно, и направленность рельсового транспортного средства или нескольких рельсовых транспортных средств, которые оснащены упомянутыми датчиками, может быть определена из временного сдвига, то есть из информации, какой из датчиков обнаружит сигнал первым, и какой обнаружит сигнал позднее.
Изобретение предлагает простую концепцию для определения направленности, которая независима от используемой системы связи, основываясь только на главной тормозной магистрали. Кроме того, в этом же процессе может быть проверена целостность поезда.
Изобретение, прежде всего, предлагает способ определения направленности рельсового транспортного средства в поездном составе, причем
- поездной состав содержит несколько рельсовых транспортных средств,
- причем несколько рельсовых транспортных средств связаны посредством линии сжатого воздуха,
- причем по меньшей мере одно из рельсовых транспортных средств содержит в первом положении в продольном направлении первый датчик для обнаружения пневматического сигнала в воздушной линии, и
- причем по меньшей мере одно рельсовое транспортное средство содержит во втором положении в продольном направлении второй датчик для измерения пневматического сигнала в воздушной линии,
причем способ включает в себя
- отправление пневматического сигнала через воздушную линию,
- обнаружение пневматического сигнала на первом датчике и на втором датчике,
- определение временного сдвига сигнала между пневматическим сигналом на первом датчике и пневматическим сигналом на втором датчике,
- определение из временного сдвига сигнала направленности рельсового транспортного средства.
В одном варианте осуществления рельсовые транспортные средства в поездном составе могут выбирать независимо друг от друга (то есть независимо от любого другого рельсового транспортного средства в поездном составе) из вагона или локомотива.
Рельсовое транспортное средство, направленность которого должна быть определена, является, предпочтительно, вагоном или локомотивом. Рельсовое транспортное средство, содержащее упомянутые датчики, предпочтительно, является вагоном или локомотивом. Поездной состав может содержать несколько вагонов, причем один или несколько из этих вагонов могут содержать первый и второй датчики. Поездной состав, содержащий несколько вагонов, предпочтительно, также содержит по меньшей мере один локомотив.
В одном чрезвычайно предпочтительном варианте осуществления рельсовое транспортное средство, направленность которого определяют, является локомотивом. Локомотив может быть локомотивом, который расположен внутри поездного состава, то есть между двумя соседними рельсовыми транспортными средствами, или локомотивом, который расположен на конце поездного состава. Очень важно определять направленность локомотива.
В одном особом варианте осуществления локомотив, направленность которого определяют, является не первым или ведущим локомотивом, а вторым и/или дальнейшим (например, третьим, четвертым…) локомотивом в поездном составе, который присутствует в дополнение к ведущему локомотиву. Тогда могут определять направленность относительно ведущего локомотива.
Воздушная линия обычно содержит первые участки, которые расположены в рельсовом транспортном средстве, и вторые участки, которые расположены между соседними транспортными средствами.
Когда пневматический сигнал посылают через воздушную линию, пневматический сигнал распространяется через рельсовые транспортные средства поездного состава, которые соединены воздушной линией.
Воздушная линия может быть тормозной магистралью. Отправку пневматического сигнала через воздушную линию могут выполнять включением тормоза, если воздушная линия является тормозной магистралью.
Первый и второй датчики соединены с воздушной линией таким образом, что сигнал из воздушной линии, прежде всего давление или поток, может быть измерен.
В одном варианте осуществления первый датчик и второй датчик являются датчиками давления. Датчик давления выполнен для определения давления или изменения давления в качестве пневматического сигнала.
Расстояние между первым и вторым датчиком в продольном направлении могут выбирать образом, пригодным для точного определения временного сдвига. Может быть предпочтительным выбрать расстояние между первым и вторым датчиком как можно большим. Первое положение первого датчика может быть на первом конце рельсового транспортного средства, вблизи него или по соседству с ним. Второе положение второго датчика может быть на втором конце рельсового транспортного средства, вблизи него или по соседству с ним.
В одном варианте осуществления пневматический сигнал посылают от переднего локомотива, который размещен на первом конце поездного состава. Ведущий локомотив следует различать от другого локомотива, направленность которого должна быть определена согласно способу изобретения. Другой локомотив может быть расположен на втором конце поездного состава или внутри поездного состава.
В одном варианте осуществления пневматический сигнал имеет специфический характер распределения давления. Такой характер может быть падением давления, которое происходит в определенные моменты времени и/или в течение определенного периода времени. Такой характер могут использовать для разных целей.
В одном особом варианте осуществления характер распределения давления используют в качестве команды, что должна быть определена направленность рельсового транспортного средства. Информацию о характере могут также направлять посредством других средств связи, таких как кабель или радио. Это позволит партнеру по связи четко идентифицировать команду на определение направления.
В другом варианте осуществления характер распределения давления используют в качестве сигнала идентификации для поездного состава. Информацию о характере могут также посылать посредством других средств связи, таких как кабель или радио. Это сделает возможной проверку присутствия в поезде различных элементов. Последний случай обязателен для случая эксплуатации нескольких локомотивов в поездах с дистанционным управлением по радио.
В другом аспекте изобретение относится к поездному составу, содержащему:
- несколько рельсовых транспортных средств,
- причем несколько рельсовых транспортных средств соединены линией сжатого воздуха,
- причем по меньшей мере одно из рельсовых транспортных средств содержит в первом положении в продольном направлении первый датчик для обнаружения пневматического сигнала в воздушной линии, и
- причем по меньшей мере одно рельсовое транспортное средство содержит во втором положении в продольном направлении второй датчик для измерения пневматического сигнала в воздушной линии.
Этот поездной состав может содержать любые признаки, описанные в связи со способом согласно изобретению, отдельно или в комбинации. Поездной состав может быть также выполнен для выполнения любого из шагов способа, описанных в связи со способом согласно изобретению, отдельно или в комбинации.
В особом варианте осуществления поездной состав содержит устройство управления, которое выполнено для выполнения одного или более следующих шагов в каждой возможной комбинации:
- обнаружение пневматического сигнала от первого датчика и от второго датчика,
- определение временного сдвига сигнала между пневматическим сигналом на первом датчика и пневматическим сигналом на втором датчике,
- определение из временного сдвига сигнала направленности рельсового транспортного средства.
Устройство управления может быть использовано в способе согласно изобретению. Каждое рельсовое транспортное средства в поездном составе может содержать такое устройство управления.
Устройство управления может быть выполнено для выполнения следующего шага, предпочтительно, в дополнение к одному или более вышеупомянутых шагов:
- передачу пневматического сигнала через воздушную линию.
Этот шаг, предпочтительно, может быть выполнен устройством управления, которое расположено в ведущем транспортном средстве поезда, например ведущем локомотиве. Ведущее транспортное средство может быть первым транспортным средством в поездном составе.
В качестве альтернативы, передача сигнала через воздушную линию может быть выполнена устройством управления тормозами, которое может отличаться от вышеупомянутого устройства управления.
В дальнейшем, изобретение будет разъяснено с помощью рабочих примеров.
Краткое описание фигур
Фиг. 1 - поездной состав,
Фиг. 2 - вызванное торможением снижение давления в тормозной магистрали,
Фиг. 3А-3В - подробности фиг. 2.
На фиг. 1 показан поездной состав 10, содержащий рельсовые транспортные средства, например вагоны 1, 12, и локомотив 11, который является ведущим локомотивом. Рельсовое транспортное средство 1 на первом конце содержит первый датчик 2 давления и на его втором конце - второй датчик 3 давления. Вагон 12 содержит первый датчик 13 давления и второй датчик 14 давления. Локомотив 11 содержит первый датчик 15 давления и второй датчик 16 давления. Порядок расположения транспортных средств может быть изменен. Каждый показанный на фиг. 1 вагон может быть локомотивом, и наоборот.
Упомянутые датчики давления находятся в контакте с линией 17 сжатого воздуха, которая является тормозной магистралью поезда. Участки 4 тормозной магистрали 17 являются участками внутри транспортных средств, то есть внутри вагонов 1, 12 и локомотива 11. Участки 5 тормозной магистрали являются участками между рельсовыми транспортными средствами.
Продольное направление L показано стрелкой.
Способ определения направленности может выполняться следующим образом.
Ведущий локомотив 11 прикладывает пневматический сигнал к тормозной магистрали 17. Волна давления (падение давления) распространяется от локомотива 11 в продольном направлении L.
Вагоны 1, 12 в поездном составе 10 могут обнаруживать этот характер распределения. Датчики давления 2 и 3, расположенные отдаленно друг от друга, в данном случае на обоих концах 18, 19 вагона 1, обнаруживают этот характер с разностью во времени. Датчик 2 давления обнаруживает падение давления раньше, чем датчик 3 давления. Сигналы от датчиков 2 и 3 давления посылают устройству 20 управления, которое обнаруживает разницу во времени (соединения между датчиками и устройством управления не показаны). Каждое рельсовое транспортное средства имеет свое собственное устройство управления. Это приводит к пониманию направления перемещение волны давления относительно вагона 1. Известно, что пневматический сигнал отправлен от локомотива, то есть от головы поездного состава 10. Таким образом, известно, что конец 18 вагона 1 направлен в направлении локомотива, то есть в направлении движения, и что конец 19 вагона 1 направлен в противоположном направлении. Если вагон 1 в поездном составе развернут, то датчик 19 давления обнаружит сигнал раньше датчика 18 давления, и будет известно, что конец 19 вагона 10 направлен в направлении локомотива, то есть в направлении движения.
Такой же способ могут выполнять в отношении вагона 12 и датчиков 3, 14 давления, которые также соединены с центральным устройством 20 управления.
Датчики 15 и 16 давления локомотива в этом примере не используют. Однако их могут использовать таким же образом, как датчики 2, 3, 13, 14, когда локомотив 11 является не ведущим локомотивом, а вторым локомотивом в поездном составе. Тогда можно определять направленность относительно ведущего локомотива.
На фиг. 2 показано снижения давления (вызванное торможением) в тормозной магистрали поезда длиной 750 м с 37 вагонами, каждый длиной 20 м. Ясно видна задержка между головой поезда (левая кривая, Р2) и концом поезда (правая кривая Р4). А также видна задержка между одним концом и другим концом вагона в середине поезда, показанная кривыми Р1 и Р3 между кривыми Р2 и Р4.
Графики на фиг. 3А-3В показывают разные подробности изменения давления в середине поезда. На фиг. 3А показан общий график, на фиг. 3Б и 3В в увеличенном масштабе показан начальный период падения давления. На фиг. 3А-3В показано давление в начале и в конце вагона, измеренное двумя датчиками на расстоянии в 20 м.
Графики ясно показывают, что при простом торможении может быть воспринято и обработано достаточно информации для определения направления движения волны снижения давления. Снижение давления в 0,1 бар между 4,8 бар и 5 бар может быть хорошо измерено на обоих концах вагона с разностью времени в 200 мс. Крутой наклон в начале торможения легко обнаруживается и может быть использован для получения данных. Процесс является достаточно медленным и некритичным к технологии датчиков согласно уровню техники.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 вагон
2 первый датчик
3 второй датчик
4 участки линии сжатого воздуха
5 участки линии сжатого воздуха
10 поездной состав
11 локомотив
12 вагон
13 первый датчик
14 второй датчик
15 первый датчик
16 второй датчик
17 линия сжатого воздуха
18 первый конец
19 второй конец
20 ведущий локомотив