Устройство для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного и комплекс для автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации
DEVICE FOR READING AND ANALYZING LOCOMOTIVE LIGHT-SIGNAL OR LOCOMOTIVE INDICATION UNIT AND COMPLEX FOR AUTOMATED CHECK OF ON-BOARD EQUIPMENT OF AUTOMATIC LOCOMOTIVE SIGNALLING SYSTEM

Группа изобретений относится к области обеспечения безопасности эксплуатационной работы локомотива на железнодорожном транспорте и может быть использована для автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации.
Известно устройство проверки систем автоматической локомотивной сигнализации, содержащее блок управления и испытательные шлейфы, индуктивно связанные с приемными катушками АЛС, соединенными с входом локомотивного устройства АЛС, подключенного к локомотивному светофору, блок формирования тестовых сигналов с усилителями мощности, вход которого соединен с первым выходом блока управления и выход соединен с входом испытательных шлейфов; блок формирователей сигналов АЛСН, АЛС-ЕН, тональных рельсовых цепей автоблокировки и фазочувствительных рельсовых цепей с базой образцов помех и искаженных сигналов, вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выход соединен с входом блока формирования тестовых сигналов с усилителями мощности, и блок регистрации и анализа работы и сбоев АЛС, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления и второй вход подключен к выходу локомотивного устройства АЛС (RU 114016 U1, B61L 3/20, 10.02.2012 г.).
Известное устройство обеспечивает проверку работы АЛСН и АЛС-ЕН с учетом электромагнитной обстановки, создаваемой протекающей в рельсовой цепи токами, а также эдс, наводимой в приемных локомотивных катушках. Однако оно не анализирует результаты расшифровки работы бортовой аппаратурой АЛС в соответствии с задаваемыми кодовыми сигналами и искажениями, что не позволяет оценить уровень помехоустойчивости бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации и автоматизировать проверку аппаратуры.
Наиболее близким аналогом является устройство для определения помехоустойчивости автоматической локомотивной сигнализации при задании искажений кодовых комбинаций, которое содержит блок управления, кодовый путевой трансмиттер, выходом соединенный с входом блока выбора кода, выход которого соединен с одним входом трансмиттерного реле, выход которого подключен через блок согласования к входу локомотивной аппаратуры АЛСН, блок искажения кодовых комбинаций, блок задания величины искажений, одним входом подключенный к блоку управления, а одним выходом - к одному входу блока искажения кодовых комбинаций, блок определения сбоя, подключенный входом к выходу локомотивной аппаратуры АЛСН, а выходом - ко второму входу блока управления, третий вход которого подключен к выходу блока искажения кодовых комбинаций, подключенного другим входом к выходу трансмиттерного реле, блок измерения величины искажений кодовых комбинаций, подключенный ко второму выходу блока искажений кодовых комбинаций, третий выход которого подключен к входу блока согласования, причем выход блока выбора кода подключен ко второму входу блока определения сбоя (RU 125952 U1, B61L 3/20, 20.03.2013 г.).
В известном устройстве режим проверки может быть ручным или автоматическим, при этом могут задаваться различные коды АЛСН. Изменяя величину искажений до тех пор, пока не произойдет сбой в работе локомотивной аппаратуры АЛСН, фиксируют нарушения работы АЛСН. Когда при очередном изменении три кодовые комбинации не расшифруются локомотивной аппаратурой, делают вывод о несоответствии проверяемой локомотивной аппаратуры предъявляемым требованиям.
В известном устройстве отсутствуют средства автоматизации проверки аппаратуры АЛС и оценки уровня ее помехоустойчивости. Измерение уровня помехоустойчивости (соотношения сигнал/помеха) локомотивной аппаратуры АЛС в известном устройстве осуществляется методом имитации тягового и сигнального тока в рельсовой цепи, а не непосредственным считыванием и анализом показаний локомотивного светофора, что существенно снижает объективность процесса контроля и качество оценки уровня помехоустойчивости аппаратуры АЛС. Кроме того, отсутствие привязки результатов проверки помехоустойчивости аппаратуры АЛС к дате и времени, типу проверяемой локомотивной аппаратуры АЛС, серии и номеру проверяемого локомотива не позволяет оперативно собрать статистическую информацию о проведенных проверках и в случае возникновения неисправностей и сбоев бортовой аппаратуры АЛС в процессе эксплуатации выявить возможные их причины.
Из уровня техники не выявлены аналоги в части устройства для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании устройства для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного, обеспечивающего автоматический режим считывания показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного и их последующего анализа для использования в комплексе автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, обеспечивающего автоматизированную проверку локомотивной аппаратуры АЛС в контрольных пунктах депо (КП) и пунктах технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ) без снятия блоков аппаратуры с борта локомотивов для выявления локомотивных устройств АЛС с низкой помехоустойчивостью.
Технический результат заключается в повышении достоверности результатов проверки бортовой аппаратуры АЛС, качества и объективности проверки, сокращении времени обслуживания устройств обеспечения безопасности движения локомотивного парка и парка электропоездов.
Технический результат достигается тем, что устройство для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного содержит модуль фотоэлементных датчиков для считывания показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного и установленные в корпусе последовательно соединенные блок регистрации и обработки и блок формирования протокола проверки, выход которого подключен к модулю флеш-памяти, модуль даты и времени, блок ввода данных, элементы ввода которого размещены на внешней стороне корпуса, блок памяти, первым входом/выходом соединенный с выходом/входом блока регистрации и обработки, приемопередатчик, вход которого подключен к выходу блока формирования протокола проверки, и автономный блок питания, подключенный к питающим входам элементов устройства, при этом к соответствующим входам блока регистрации и обработки подключены выходы модуля фотоэлементных датчиков, приемопередатчика, модуля даты и времени и блока ввода данных, причем модуль фотоэлементных датчиков снабжен крепежными элементами для размещения его на локомотивном светофоре или блоке индикации локомотивном.
Для возможности изменения и дополнения алгоритмов программ проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, хранящихся в блоке памяти, на внешней стороне корпуса установлен разъем для перепрограммирования, соединенный со вторым входом/выходом блока памяти.
Для использования результатов проверки на внешнем устройстве (персональном компьютере) имеется возможность извлечения карты памяти из модуля флеш-памяти.
Технический результат в части объекта изобретения комплекс для автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации достигается тем, что комплекс содержит программируемый генератор тестовых сигналов, снабженный блоком управления и подключенный первым выходом через блок согласования к рельсовой цепи или шлейфу, индуктивно связанных с приемными катушками бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, передающее устройство, подключенное ко второму выходу программируемого генератора тестовых сигналов, и устройство для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного, модуль фотоэлементных датчиков которого размещен на локомотивном светофоре или блоке индикации локомотивном, а приемопередатчик по беспроводной линии связи соединен с передающим устройством.
Для анализа, хранения и обработки результатов проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации приемопередатчик по беспроводной линии связи соединен с приемопередающим устройством персонального компьютера автоматизированного рабочего места электромеханика контрольного пункта.
В одном из вариантов исполнения комплекса блок управления может быть выполнен в виде стационарного пульта управления, подключенного к управляющему входу программируемого генератора тестовых сигналов, при этом стационарный пульт управления и программируемый генератор тестовых сигналов размещены в отдельном шкафу, установленном на контрольном пункте депо.
В другом варианте исполнения комплекс может включать дополнительно приемное устройство, выходом подключенное к управляющему входу программируемого генератора тестовых сигналов, блок управления которого выполнен в виде переносного пульта управления, связанного с приемным устройством по беспроводному каналу связи, при этом приемное устройство и программируемый генератор тестовых сигналов размещены в отдельном шкафу, установленном на контрольном пункте депо.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором представлена структурная схема варианта исполнения комплекса автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации.
Комплекс для автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации содержит программируемый генератор 1 тестовых сигналов, снабженный блоком 2 управления и подключенный первым выходом через блок 3 согласования к рельсовой цепи 4, индуктивно связанной с приемными катушками бортовой аппаратуры 5 приема сигналов автоматической локомотивной сигнализации, передающее устройство 6, подключенное ко второму выходу программируемого генератора 1 тестовых сигналов, и устройство 7 для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного.
Устройство 7 для считывания и анализа показаний локомотивного светофора или блока индикации локомотивного включает модуль 8 фотоэлементных датчиков для считывания показаний локомотивного светофора 9 и установленные в корпусе последовательно соединенные блок 10 регистрации и обработки и блок 11 формирования протокола проверки, выход которого подключен к модулю 12 флеш-памяти, модуль 13 даты и времени, блок 14 ввода данных, элементы ввода которого размещены на внешней стороне корпуса, блок 15 памяти, вход/выход которого соединен с выходом/входом блока 10 регистрации и обработки, приемопередатчик 16, вход которого соединен с выходом блока 11 формирования протокола проверки, и автономный блок питания, подключенный к питающим входам элементов устройства (на чертеже не показан). Блок 15 памяти включает набор программ проверки, соответствующий набору программ генератора 1 тестовых сигналов.
При этом к соответствующим входам блока 10 регистрации и обработки подключены выходы модуля 8 фотоэлементных датчиков, приемопередатчика 16, модуля 13 даты и времени и блока 14 ввода данных.
Модуль 8 фотоэлементных датчиков с помощью крепежных элементов размещен на локомотивном светофоре 9, а приемопередатчик 16 по беспроводной линии связи соединен с передающим 6 устройством и с приемопередающим устройством 17 персонального компьютера автоматизированного рабочего места 18 электромеханика контрольного пункта.
Блок 2 управления выполнен в виде стационарного пульта управления, подключенного к управляющему входу программируемого генератора 1 тестовых сигналов, при этом стационарный пульт управления и программируемый генератор тестовых сигналов размещены в отдельном шкафу, установленном на контрольном пункте депо (на чертеже не показано).
Комплекс для автоматизированной проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации работает следующим образом.
Предварительно перед началом проверки бортовой аппаратуры АЛС локомотива размещают модуль 8 фотоэлементных датчиков на локомотивном светофоре 9. Модуль 8 включает отдельные фотоэлементные датчики на каждый индикатор локомотивного светофора 9.
С помощью установленных на внешней стороне корпуса устройства 7 элементов ввода, выполненных в виде клавиатуры или сенсорного экрана, вводят в блок 14 данные о номере и серии локомотива, типе проверяемой локомотивной аппаратуры АЛС, версии пакета программного обеспечения микропроцессорной системы безопасности (КЛУБ-У, БЛОК, ДКСВ-М), фамилии и инициалов оператора, номере кабины локомотива, который направляет их в блок 10 регистрации и обработки.
С помощью блока 2 управления включают программируемый генератор 1 тестовых сигналов, установленный на контрольном пункте депо, и осуществляют выбор программы проверки. В соответствии с выбранной программой генератор 1 формирует на первом выходе последовательность тестовых сигналов, а на втором выходе - информационный сигнал о начале проверки и коде выбранной программы, который по беспроводной линии связи направляет приемопередатчику 16 устройства 7. Приемопередатчик 16 полученную информацию направляет в блок 10 регистрации и обработки.
Тестовые сигналы представляют собой сочетания кодовых комбинаций сигналов АЛС, помех и искажений, имитирующих влияние помех в условиях эксплуатации локомотива, для проверки локомотивной аппаратуры приема сигналов АЛСН (с несущей частотой 25, 50 или 75 Гц) и АЛС-ЕН.
Тестовые сигналы через блок 3 согласования параметров генератора 1 с рельсовой цепью 4 поступают на вход бортовой аппаратуры 5 приема сигналов АЛС, которая управляет показаниями локомотивного светофора 9. При этом на локомотивном светофоре 9 происходят переключения его показаний в соответствии с принимаемыми сигналами.
Модуль 8 фотоэлементных датчиков считывает показания локомотивного светофора 9 и формирует на своем выходе соответствующий сигнал, который передается в блок 10 регистрации и обработки.
На основании данных о коде программы проверки блок 10 запрашивает в блоке 15 памяти ее данные. Полученные из блока 15 памяти значения последовательности кодовых сигналов блок 10 сравнивает с фактическими показаниями локомотивного светофора 9 бортовой аппаратуры 5 приема сигналов АЛС. По результатам сравнения блок 10 определяет соответствие или несоответствие последовательности сигналов автоматической локомотивной сигнализации бортовой аппаратуры 5 АЛС, последовательности кодовых сигналов проверки АЛС.
При этом блок 10 регистрирует время изменений показаний светофора 9 и дату проведения проверки бортовой аппаратуры АЛС на основании данных модуля 13 даты и времени, а также данные о номере и серии локомотива, типе проверяемой локомотивной аппаратуры АЛС, версии пакета программного обеспечения микропроцессорной системы безопасности (КЛУБ-У, БЛОК, ДКСВ-М), фамилии и инициалах оператора, номере кабины локомотива, поступившие с выхода блока 14 ввода данных.
Результаты сравнения вместе с зарегистрированными данными блок 10 регистрации и обработки направляет в блок 11 формирования протокола проверки. Блок 11 формирует протокол проверки и в случае соответствия показаний локомотивного светофора кодовым сигналам блока 15 памяти отмечает работоспособность аппаратуры 5 приема сигналов АЛС.
При правильной работе бортовой аппаратуры 5 приема сигналов АЛС при появлении кодовых сигналов зеленого огня на локомотивном светофоре 9 с определенной временной задержкой загорается зеленый огонь, кодовых сигналов желтого огня - желтый огонь, кодовых сигналов красно-желтого огня - загорается желтый огонь с красным. При отсутствии кодовых сигналов после зеленого или желтого огня на локомотивном светофоре 9 загорается белый огонь, а после красно-желтого огня - красный. При появлении кодовых сигналов АЛС-ЕН на блоке индикации локомотивном с определенной временной задержкой загорается соответствующее показание о количестве свободных блоков-участков.
Оценку помехоустойчивости бортовой аппаратуры АЛС определяет блок 11 путем определения соответствия фактических показаний локомотивного светофора 9 кодовым сигналам проверки, а также по результатам сравнения длительности горения показаний светофора 9 и времени их смены с номинальными значениями с учетом алгоритмов работы локомотивных устройств безопасности.
Чем больше временных расхождений, при которых показания локомотивного светофора не соответствуют номинальным значениям комбинации кодовых сигналов проверки, тем ниже уровень помехоустойчивости проверяемой бортовой аппаратуры 5 приема сигналов АЛС.
Протокол проверки блок 11 передает в модуль 12 флэш-памяти для хранения, формируя базу данных результатов проверки бортовой аппаратуры АЛС для последующего статистического анализа.
Одновременно протокол проверки блок 11 через приемопередатчик 16 по беспроводному каналу связи передает на приемопередающее устройство 17 персонального компьютера автоматизированного рабочего места 18 электромеханика контрольного пункта АЛС для анализа, хранения и обработки результатов проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации, что позволит своевременно и качественно определить состояние бортовой аппаратуры АЛС в локомотивных депо и, в случае необходимости, принять необходимые меры по замене элементов или блоков.
При несоответствии показаний локомотивного светофора 9 (или блока индикации локомотивного) кодовым сигналам проверки осуществляют последовательную замену блоков и узлов бортовой аппаратуры АЛС, и цикл проверки повторяют. Проверку бортовой аппаратуры повторяют после каждый замены соответствующего блока или узла. Это позволяет определить неисправный или не соответствующий требованиям помехоустойчивости блок или узел бортовой аппаратуры АЛС.
Таким образом, комплекс по результатам проверки бортовой аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации позволяет определить ее работоспособность, исправность и индивидуальную помехоустойчивость, а также за счет автоматизации технологических операций процесса проверки исключить влияние «человеческого фактора» на достоверность результатов проверки в контрольных пунктах депо и пунктах технического обслуживания локомотивов, повысить производительность проверки аппаратуры АЛС локомотивов и подвижного состава.