СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДА С ТЕПЛОВОЗНОЙ ТЯГОЙ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована для автоматизированного управления движением поезда с тепловозной тягой.
Известны микропроцессорные системы управления тепловозом при ведении пассажирского или грузового поезда. На современных магистральных тепловозах применена унифицированная система управления электропередачей и электроприводом тепловоза (УСТА). В данном устройстве осуществляется ввод аналоговых, дискретных и частотных сигналов от датчиков, логическую обработку этой информации по заданным алгоритмам, формирование управляющих команд для транзисторных ключей, с помощью которых осуществляется управление релейно-контакторной аппаратурой тепловоза
(http://www.eav.ru/publ1. php?publid=2006-07a11: http://www.rif.vrn.ru/product/power/usta.html).
Недостатком данного устройства является неоптимальное управление режимом работы тепловоза с точки зрения минимизации расхода топлива на тягу поездов.
Наиболее близким по технической сущности является система управления движением поезда, содержащая вычислительный блок, к первому и второму входам которого подключены блок памяти и - через первый блок сопряжения - блок измерения текущей скорости движения поезда, первый выход вычислительного блока подключен через второй блок сопряжения к блоку индикации, второй выход вычислительного блока подключен через дешифратор к блоку управления тягой и блоку управления тормозом (патент RU 2213669).
Недостатком прототипа является то, что при автоматизированном управлении движением поезда не учитывается состояние объекта управления, что при использовании тепловозной тяги не позволяет выбирать режим управления тепловозом с точки зрения минимизации расхода топлива на тягу поездов с учетом фактического состояния дизель-генераторной установки. Кроме того, отсутствие обратной связи в вычислителе от цепей управления не позволяет рационально выбирать эффективный вид тормоза в реальных условиях движения поезда.
Техническим результатом данной полезной модели является снижение расхода топлива и повышение надежности работы тепловоза.
Технический результат достигается тем, что система автоматизированного управления движением поезда с тепловозной тягой, содержащая вычислительный блок, к первому и второму входам которого подключены блок памяти и - через первый блок сопряжения - блок измерения текущей скорости движения поезда, первый выход вычислительного блока подключен через второй блок сопряжения к блоку индикации, второй выход вычислительного блока подключен через дешифратор к блоку управления тягой и блоку управления тормозом, дополнительно содержит блок оценки технического состояния тормозных средств тепловоза, блок измерения параметров работы дизель-генераторной установки
тепловоза, входы которого подключены к датчикам, установленным в дизель-генераторной установке, выход блока измерения параметров работы дизель-генераторной установки тепловоза соединен через третий блок сопряжения с третьим входом вычислительного блока, своими входами связан с цепями управления, а его выход через четвертый блок сопряжения подключен к четвертому входу вычислителя, к выходу которого подключен блок регистрации.
На чертеже представлена структурная схема системы.
Система автоматизированного управления движением поезда с тепловозной тягой содержит блок 1 управления системой, блок 2 памяти; вычислительный блок 3, первый блок сопряжения; блок 5 измерения текущей скорости движения поезда и координат пути; 6 и 7 - второй и третий блоки сопряжения; блок 8 оценки технического состояния тормозных средств поезда; дешифратор 9; блок 10 измерения параметров дизель-генераторной установки; блок 11 управления тягой; блок 12 управления тормозами; дизель-генераторная установка 13; цепи 14 управления; контроллер 15; блок 16 регистрации; - четвертый блок 17 сопряжения; блок 18 индикации.
К первому и второму входам вычислительного блока 3 подключены блок 2 памяти и - через первый блок 4 сопряжения - блок 5 измерения текущей скорости движения поезда. Первый выход вычислительного блока 3 подключен через второй блок 6 сопряжения к блоку 18 индикации. Второй выход вычислительного блока 3 подключен через дешифратор 9 к блоку 11 управления тягой и блоку 12 управления тормозом, выходы которых связаны с цепями 14 управления. Входы блока 10 измерения параметров работы дизель-генераторной установки тепловоза подключены к датчикам, установленным в дизель-генераторной установке 13, связанной с цепями 14 управления. Выход блока 10 измерения параметров работы дизель-генераторной установки тепловоза соединен через третий блок 7 сопряжения с третьим входом вычислительного блока 3. Блок 8 оценки технического состояния тормозных средств тепловоза своими входами связан с цепями 14 управления, а его выход через четвертый блок сопряжения 17 подключен к четвертому входу вычислительного блока 3, к выходу которого подключен блок 16 регистрации.
Система работает следующим образом.
Работа системы автоматизированного управления движением поезда с тепловозной тягой в части определения фактической скорости движения, реакции на
сигналы автоматической локомотивной сигнализации, работы с базой данных, хранящейся в блоке памяти, аналогична устройству-прототипу, поэтому не приводится.
В режиме тяги вычислитель 3 на основании сигнала о фактической скорости, поступающего через блок сопряжения 4 от блока 5, сигналов о состоянии дизель-генераторной установки 13, поступающих на вычислительный блок 3 из блока 10 измерения параметров, и информации, поступающей из блока памяти 2 о путевой обстановке в данной координате пути, формирует команды управления блоком 11 управления тягой, который посредством цепей управления 14 воздействует на дизель-генераторную установку 13. Команды управления вырабатываются с учетом выполнения графика движения, минимизации расхода топлива и минимизации переключений контакторной аппаратуры цепей управления 14. Вычислитель 3 выдает управляющие команды с учетом прогнозируемой обстановки на несколько километров вперед. В блоке 10 измерения осуществляется съем информации о: фактических оборотах вала дизеля, температурном режиме охлаждающей воды и масла, давлении в масляной системе дизеля, нагрузке генератора, токах тяговых двигателей и др.
При переходе в режим торможения вычислительный блок 3 по сигналам обратной связи цепей управления 14, поступающих от блока 8 оценки тормозных средств, вначале приоритетно выбирает вид тормоза: электродинамический, электропневматический или пневматический. Затем в зависимости от реальной путевой и поездной обстановки вырабатывается соответствующая команда для блока 12 управления выбранным видом тормоза. В блоке 8 на основании данных о давлении в тормозной магистрали, тормозных цилиндрах, в уравнительном резервуаре, о состоянии органов управления всеми видами тормозов на тепловозе, поступающих от цепей управления 14, и информации, имеющейся в базе данных блока памяти 2, выбирается наиболее эффективный вид тормоза для данных условий движения.
Во всех режимах работы предлагаемое устройство непрерывно анализирует параметры работы дизель-генераторной установки 13, состояние цепей управления 14, данные скорости движения и координате пути, подаваемые от измерительного блока 5. Оперативная информации для машиниста выводится на известные средства индикации (дисплей) и в необходимых случаях дублируется в звуковом виде. При выходе какого-либо параметра за допустимые пределы эта информация отображается на средствах индикации. В вычислителе 3 при выработке команд
управления учитывается указанная выше информация. Кроме того, для оценки технического состояния тепловоза в условиях эксплуатации вычислитель 3 передает информацию от блоков 5, 8 и 10 в блок 16 регистрации параметров.