ПУТЕВОЕ ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЕЗДОМ
TRACK TRANSMITTING TRAIN CONTROL DEVICE

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), и может быть использовано в системах автоматического управления поездом с применением кодовых тональных рельсовых цепей без изолирующих стыков.
Известно путевое передающее устройство управления поездом, содержащее кодовые тональные рельсовые цепи, в состав которых входят генераторы сигналов, кодированных путем частотной модуляции с поднесущей, генераторы PN кода, управляемые сигналом АЛС (АТС сигналом), и приемные блоки. Устройство реализует в рельсовых цепях единый сигнал обнаружения поезда и управления поездом (JP 3118069 В2 18.12.2000).
Известно путевое передающее устройство управления поездом, содержащее кодовые тональные рельсовые цепи, в состав которых входят передатчики и приемники цифровых сигналов, кодированных путем квадратурной фазовой манипуляции, реализующие единый сигнал обнаружения поезда и управления поездом. (US 7017864 А1,28.04.2006).
Известно путевое передающее устройство управления поездом, содержащее кодовые тональные рельсовые цепи, в состав которых входят передатчики и приемники цифровых сигналов, кодированных путем частотной модуляции посредством PN кода, реализующие единый сигнал обнаружения поезда и управления поездом. (JP 4090824 В2, 28.05.2008).
В связи с тем, что известные решения реализованы в рамках рельсовых цепей с изолирующими стыками, их использование при наличии рельсовых цепей без изолирующих стыков не представляется возможным.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков и функциональным возможностям является путевое передающее устройство управления поездом, содержащее кодовые тональные рельсовые цепи, в состав которых входят передающие и приемные блоки единого цифрового сигнала обнаружения поезда и управления поездом и блоки логической обработки сигналов. Каждый передающий блок включает в себя формирователь единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом, модулятор и усилитель. Выход данного формирователя соединен с входом модулятора, выход которого связан с входом усилителя, выход которого соединен с рельсовой линией. Каждый приемный блок включает в себя аналого-цифровой преобразователь и программный аттенюатор. Вход аналого-цифрового преобразователя соединен с рельсовой линией, а выход соединен с входом программного аттенюатора. Выход программного аттенюатора и вход формирователя единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом соединены соответственно с первым входом и первым выходом блока логической обработки сигналов, поступающих на его вторые вход и выход через локальную сеть с выхода и входа блока управления. (JP 4132534 В2 13.08.2008).
Недостатками известного устройства являются:
- невозможность без корректировки параметров аппаратуры использовать его в условиях наличия в рельсовой линии рельсовых цепей без изолирующих стыков;
- без корректировки параметров аппаратуры в известном устройстве не представляется возможным кодировать рельсовую цепь сигналами АЛС при возникновении неисправности элементов передающего блока рельсовой цепи и отсутствии передачи от него сигнала в рельсовую линию.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения работоспособности устройства в условиях наличия в рельсовой линии рельсовых цепей без изолирующих стыков путем формирования помимо цифрового единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом дополнительного сигнала стандартно применяемой локомотивной сигнализации системы АЛСН.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в путевое передающее устройство управления поездом, содержащее блок управления и для каждой рельсовой цепи в рельсовой линии, в том числе и для рельсовой цепи без изолирующих стыков, блок логической обработки сигналов, передающий блок, включающий формирователь единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом, выходом соединенный с модулятором, и усилитель, выход которого соединен с рельсовой линией, и приемный блок, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и программный аттенюатор, выход которого соединен с первым входом блока логической обработки сигналов, первым выходом соединенного с входом формирователя единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом, а вторым входом и вторым выходом подключенного через локальную сеть соответственно к выходу и входу блока управления, причем вход программного аттенюатора соединен с рельсовой линией, согласно изобретению, в состав передающего блока каждой рельсовой цепи введены формирователь дополнительного сигнала управления поездом, выход которого соединен с другим входом модулятора, а вход - с третьим выходом блока логической обработки сигналов, и формирователь комплексного сигнала, включенный между выходом модулятора и входом усилителя, при этом передающий блок и приемный блок соседних рельсовых цепей подсоединены совместно к рельсовой линии.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом блока позволило установить его соответствие критерию «новизна», так как оно неизвестно из уровня техники.
Предложенное устройство является промышленно применимым и существующими техническими средствами соответствует критерию «изобретательский уровень», так как оно явным образом не следует из уровня техники.
Таким образом, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень и соответствует критериям патентоспособности.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства.
Для упрощения состав функциональных блоков устройства и пояснение действия устройства приведены в рамках четырех рельсовых цепей (РЦ1-РЦ4).
Устройство содержит централизованно размещенные блок 1 управления и для каждой рельсовой цепи передающий блок 2, приемный блок 3 и блок логической обработки сигналов 4.
В состав передающего блока 2 входят соответственно формирователь 5 единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом, формирователь 6 дополнительного сигнала управления поездом, модулятор 7, формирователь 8 комплексного сигнала и усилитель 9.
В состав блока 3 входят соответственно аналого-цифровой преобразователь 10 и программный аттенюаторы 11.
Передающие 2 и приемные 3 блоки анализируют сигнал в приемопередающем тракте, в котором в качестве физического канала используется участок рельсовой линии без изолирующих стыков.
Передающие 2 и приемные 3 блоки связаны с рельсовой линией без изолирующих стыков таким образом, что передающий блок 2 и приемный блок 3 соседних рельсовых цепей присоединены совместно к рельсовой линии. Например, передающий блок 2 рельсовой цепи РЦ 2 и приемный блок 3 рельсовой цепи РЦ 3 присоединены совместно к рельсовой линии (между данными рельсовыми цепями).
При выбранном рабочем диапазоне (от 475-925 Гц) частотных каналов рельсовых цепей несущие частоты не должны повторяться, как минимум, на трех соседних рельсовых цепях вдоль перегона. Используется также кодовая защита рельсовых цепей на основе модифицированного кода Бауэра с кодовым расстоянием 4.
Входы формирователей 5 единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом каждой рельсовой цепи соединены с первыми выходами соответственно блоков 4 логической обработки сигналов, с первыми входами которых соединены соответственно выходы программных аттенюаторов 11.
Второй вход и второй выход каждого блока 4 соединены соответственно с выходом и входом блока 1 управления через локальную сеть (CAN) 12.
Третий выход блока 4 каждой рельсовой цепи соединен соответственно с входом формирователя 6 дополнительного сигнала управления поездом.
Выходы формирователей 5 и 6 каждой рельсовой цепи соединены соответственно с соответствующими входами модулятора 7.
Выход модулятора 7 соединен с входом соответственно формирователя 8 комплексного сигнала, выход которого соединен с входом усилителя 9.
Выход усилителя 9 каждой рельсовой цепи соединен с рельсовой линией на питающем конце рельсовых цепей. С рельсовой линией на приемном конце рельсовых цепей соединен вход аналого-цифрового преобразователя 10.
Выход аналого-цифрового преобразователя 10 соединен с входом программного аттенюатора 11.
Устройство работает следующим образом:
при отсутствии поезда, например, на рельсовой линии рельсовых цепей РЦ 2 и РЦ 3 частотно-модулированный сигнал поступает на вход аналого-цифровых преобразователей 10 приемных блоков 3.
Преобразователи 10 выполняют фильтрацию приемного уровня сигналов рельсовых цепей РЦ 2 и РЦ 3 (рабочей полосы частот сигналов), согласование их по уровням и динамическому диапазону с последующими устройствами обработки и затем преобразуют в цифровую форму.
С выхода преобразователей 10 сигнал поступает на вход программных аттенюаторов 11, в которых происходит аналоговая обработка сигнала. С выходов аттенюаторов 11 результат аналоговой обработки сигнала подается на первый вход соответственно блоков 4 логической обработки сигналов. Блоки 4 формируют сообщения о «свободности» рельсовых цепей РЦ 2, РЦ 3 при уровне сигнала выше порогового значения и с соответствующим кодовым составом и через свой вход-выход осуществляют передачу информации по CAN сети 12 на выход-вход блока 1 управления.
При отсутствии контролируемого сигнала на входе преобразователя 10, например, в случае неисправности элементов соответственно передающего 2 какой-либо рельсовой цепи блок 4 формирует сообщение о «занятости» соответствующей рельсовой цепи и передает его по CAN сети 12 на вход блока 1.
На основании информации о «занятости» контролируемой рельсовой цепи и информации о «свободности» других рельсовых цепей перегона (на фиг.1 они не показаны) блок 1 управления выполняет логический анализ свободного состояния рельсовой цепи от подвижного состава. В соответствии с результатом логического контроля «свободности» данной рельсовой цепи блок 1 управления формирует команду на передачу в данную рельсовую цепь дополнительного сигнала управления поездом - сигнала системы АЛСН для исключения задержки в движении поездов.
При исправном состоянии рельсовых цепей перегона блок 1 управления на основании полученной информации со вторых выходов блоков 4 о «свободности/занятости» контролируемых путевых участков формирует модель поездной ситуации, на основании которой формирует управляющие сигналы интервального регулирования движения поездов на перегоне (кодовые управляющие данные АЛС) в составе единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом и передает их в передающие блоки 2 рельсовых цепей.
С выхода блока 1 указанные управляющие сигналы передаются через CAN сеть 12 на второй вход блоков 4, которые логически оценивают принятое управляющее воздействие с точки зрения обеспечения безопасности.
С первого выхода блоков 4 команда на изменение кодового состава сигналов в рельсовых цепях или на отсутствие изменения этого состава поступает на входы формирователей 5 единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом блоков 2.
При отсутствии на железнодорожном участке оснащения подвижных составов устройствами, принимающими управляющие команды АЛС по единому сигналу обнаружения поезда и управления поездом, программным обеспечением блока 1 формируется также дополнительный сигнал управления поездом (управляющий сигнал АЛС - сигнал системы АЛСН). В отличие от единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом, постоянно присутствующего в рельсовой цепи, дополнительный сигнал управления поездом передается в рельсовую цепь.
В этом случае, с первого и третьего выходов блоков 4 команда на изменение кодового состава сигналов в рельсовых цепях или на отсутствие изменения этого состава поступает на входы формирователей 5 единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом, а также формирователей 6 дополнительного сигнала управления поездом.
С выхода формирователей 5 и 6 каждой рельсовой цепи сигналы поступают на вход модулятора 7, выполняющего частотную модуляцию сигналов, с выходов которого они поступают на входы формирователя 8 комплексного сигнала.
Формирователь 8 каждой рельсовой цепи формирует комплексный дискретный сигнал (сумму дополнительного сигнала управления поездом и единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом), переводит его в аналоговый сигнал и передает его на вход усилителя 9, выход которого соединен с питающими концами соответствующих рельсовых цепей.
Формирователь 8 каждой рельсовой цепи контролирует коэффициент передачи усилителя 9 посредством обратной связи (она не показана) с ним. При превышении уровня сигнала заданного значения формирователь 8 прекращает формирование выходных сигналов.
При вступлении поезда, например, на рельсовую цепь РЦ 2 уровень принимаемого приемным блоком 3 сигнала снижается ниже заданного порогового уровня. С выхода аттенюатора 11 результат аналоговой обработки сигнала подается на первый вход блока 4. Блок 4 формирует сообщение о «занятости» рельсовой цепи РЦ 2 и через свой второй выход осуществляет передачу информации по CAN сети 12 на вход блока 1 управления.
Сигнал из рельсовой цепи РЦ 2 поступает также на вход приемных поездных средств (на фиг.1 они не показаны) для передачи кодированной информации по управлению поездом. Если на участке железнодорожного пути введены сигналы системы АЛСН, то поездную информацию из рельсовой цепи РЦ 2 приемные поездные средства воспринимают при вступлении поезда на нее.
Таким образом, устройство обеспечивает расширение функциональных возможностей путевого передающего устройства управления поездом путем обеспечения формирования входящими в его состав рельсовыми цепями без изолирующих стыков помимо цифрового единого сигнала обнаружения поезда и управления поездом также и дополнительного сигнала управления поездом.