СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ НА УЧАСТКАХ С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГОЙ
METHOD OF TRAINS CONTROL ON SECTIONS WITH ELECTRIC TRACTION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано для регулирования движения поездов на участках с электрической тягой.
Уровень техники
Известен способ регулирования движения поездов на перегоне, основанный на контроле состояний путевых участков посредством рельсовых цепей и передачи информации на подвижной состав, ток сигнальной частоты от путевого генератора со станции приема пропускают по первой кабельной линии поочередно ко всем рельсовым цепям, посредством второй кабельной линии, также поочередно ко всем рельсовым цепям подключают путевой приемник, с выхода которого информация о состоянии всех блок-участков поочередно поступает на станционную ЭВМ, установленную на посту электрической централизации, посредством которой формируют и передают по цифровому радиоканалу на локомотивы информацию о количестве свободных блок-участков, и информацию о номере пути приема на локомотивы поездов, которые подходят к станции приема, благодаря чему на локомотивных навигаторах появляется информация для осуществления ведения поезда, если в память локомотивной ЭВМ введена информация о плане и профиле пути, путевом развитии станции, весе и длине поезда, параметрах локомотива, то с помощью этой информации осуществляется в автоматическом или ручном режиме поддержание оптимальной скорости движения поезда [Патент РФ 2652319 РФ, Способ регулирования движения поездов на перегоне. Авторы: Полевой Ю.И., Горелик А.В., Мухин Л.В. БИ №21, 25 апреля 2018 г.].
Недостатком способа является использование рельсовых цепей и радиостанций.
Известен способ регулирования движения поездов системой автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры, основанный на контроле состояний рельсовых линий, передаче на подвижной состав информации о количестве свободных впередилежащих рельсовых линий и параметрах маршрута приема (пропуска), отличающийся тем, что напряжение сигнальной частоты от транспортного модуля непрерывно подается в первую линейную цепь для осуществления питания через согласующие устройства в попарно соединенные рельсовые линии в интервалы времени, отведенные для контроля этих линий, к другим концам которых также через согласующие устройства, посредством второй и третьей линейных цепей, подключаются путевые приемники на постах ЭЦ, в следующие временные интервалы контролируются другие пары рельсовых линий, временные интервалы задаются с помощью тактовых генераторов с кварцевой стабилизацией, делителей частоты и счетчиков тактов, синхронизация которых осуществляется сигналами цикловой синхронизации, которые передаются по четвертой линейной цепи, в качестве таких сигналов используются кратковременные интервалы между длительными интервалами подачи питания на линейные установки, сигналы цикловой синхронизации формируется в транспортабельном модуле сразу на два направления, подключение напряжения сигнальной частоты к первой линии происходит в транспортабельном модуле, там же формируется и синхроинтервал, подключение согласующих элементов к первой второй и третьей линейным цепям осуществляется в линейных установках посредством электронных ключей, которые управляются счетными схемами, в которые входят тактовые генераторы, делители частоты и счетчики, входы которых подсоединены к электронным ключам так, чтобы обеспечить поочередный контроль состояний всех рельсовых линий, на входы путевых приемником на постах ЭЦ поступают аналоговые сигналы, которые затем в двоичном коде передаются на ЭВМ поста ЭЦ для обработки по алгоритму работы адаптивной рельсовой цепи, фазы сигналов на входах путевых приемников в смежных промежутках времени отличаются на 180° для того, чтобы снизить влияние инерционности фильтров, этому же способствует сокращение длительности стробирующего импульса передаваемого от ЭВМ на путевой приемник [Н.Г. Егоренков, В.А. Кононов. Устройства телеуправления диспетчерской централизации системы «ЛУЧ». - М.: Транспорт, 1998, - 304 с.], это улучшает условия приема сигнала путевыми приборами при неполной синхронизации работы счетчиков на посту ЭЦ и линейных установках, полученная информация о состоянии рельсовых линий обрабатывается программой ЭВМ и совместно с информацией о номере пути приема (сквозного или безостановочного пропуска) по радиоканалу передается на подвижной состав, находящийся в зоне управления ЭВМ постов ЭЦ, зоной управления является участок от середины одного перегона до середины другого с расширением его в обе стороны на расстояние тормозного пути, расстояние, соответствующее времени восприятия сигнала, подготовки к торможению, инерционности действия тормозов и др. параметров поезда и пути (при длине рельсовой цепи 0, 5 км этот интервал составляет примерно восемь рельсовых цепей), с подвижного состава на посты ЭЦ ближайших станций поступает информация о координате головы подвижного состава, на подвижном составе с учетом принятой информации по радиоканалам с постов ЭЦ, а так же информации хранящейся в памяти подвижного состава о параметрах пути, путевого развития станций и поезда с помощью ЭВМ определяется допустимая и оптимальная скорость движения поезда для каждой точки пути и выводится на экран локомотивного навигатора в виде кривых скоростей с отметками мест контроля бдительности, подготовки к торможению, начала торможения и места остановки поезда, а также выводятся на экран рекомендуемые позиции органов управления, которые устанавливаются посредством механических устройств управления скоростью движения поезда, вся информация записывается в «черный ящик» для последующего анализа при сбое в регулировании скорости движения поезда, а так же для реализации функции самообучения, во время движения поезда машинист контролирует совпадение расчетной и фактической скорости движения. [Патент №2662313 РФ, Способ регулирования движения поездов системой автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры, Полевой Ю.И., Горелик А.В. Опубл. 25. 07. 2018. Бюл. №21, МПК B61L 23/16].
Недостатком способа являются использование радиостанций.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено техническое решение, является осуществление обмена информации между постами ЭЦ и локомотивами на участках с электрической тягой с помощью устройств без радиостанций и автоматической локомотивной сигнализации.
Способ регулирования движения поездов на участках с электрической тягой, основанный на контроле состояний путевых участков, информация о которых поступает на станционную ЭВМ, которая формируют для локомотивов, находящихся в зоне связи со станционной ЭВМ о количестве свободных и исправных впередилежащих участков, об установленных маршрутах, отличающийся тем, что
зоной связи являются участки от места подключения отсасывающего фидера до конца подвески контактного провода тяговой подстанции;
при проследовании границы станции локомотивом отправляемого поезда с точечного напольного устройства на локомотив передается системный номер поезда, который определяет время передачи приказа телесигнализации о координатах местонахождения локомотива, если поезд следует в полном составе, и исправном/неисправном состоянии путевых участков за хвостом поезда;
с локомотива на точечное напольное устройство передается информация о номере поезда и его длине;
с локомотивов на пост ЭЦ станции, с которой осуществляется электропитание контактной сети, передается информация о координатах местонахождения локомотивов, которые определяются с помощью системы ГЛОНАСС, при условии, что поезд следует в полном составе и путевые участки за хвостом поезда исправны;
на локомотивы с поста ЭЦ станции, с которой осуществляется электропитание контактной сети, передается информация о состоянии перегонных и станционных путевых участков и установленных маршрутах;
на локомотивы, находящиеся на одной станции или одном перегоне, с поста ЭЦ станции, со стороны которой осуществляется питание контактной сети, поступает одинаковая информация, выбор полезной информации осуществляется с учетом координат местонахождения локомотива;
обмен информацией между локомотивами и постами ЭЦ осуществляется с помощью двухпроводной линии связи, одним проводом которой является контактный повод между локомотивом и тяговой подстанцией, а другим - рельсы между локомотивом и отсасывающим фидером;
в цепь отсасывающего фидера включена одна обмотка дополнительного станционного трансформатора, вторая обмотка которого двухпроводной линией соединена с полосовым фильтром на посту ЭЦ, который соединен со станционным генератором и приемником;
работой генератора управляет станционная вычислительная машина, которая формирует приказы телеуправления, она же посредством станционного приемника получает информацию о состоянии перегонных путевых участков, станционные путевые участки контролируются рельсовыми цепями, и информация о них также передается на станционную вычислительную машину;
на локомотиве в цепь между пантографом и тяговыми двигателями включена одна обмотка дополнительного локомотивного трансформатора, другая обмотка которого через полосовой фильтр соединена с входом локомотивного приемника и выходом локомотивного генератора;
работой генератора управляет локомотивная вычислительная машина, которая формирует приказы телесигнализации, она же посредством локомотивного приемника получает информацию о состоянии перегонных путевых участках, станционных путевые участках и установленных маршрутах;
принятая информация на локомотиве о состоянии напольных объектов, координате местонахождения локомотива, совместно с информацией, хранящейся в памяти электронной вычислительной машины о плане и профиле пути, путевом развитии станций и параметрах поезда, позволяет определить оптимальную скорость движения поезда по всему маршруту следования поезда, а также позиции локомотивного контроллера и крана машиниста и, с участием устройства управления и контроля движения поезда, поддерживать эту скорость;
между постами ЭЦ смежных станций по оптоэлектронной линии связи передается информация о номерах поездов выходящих на перегон, их длинах, состоянии перегонных и станционных путевых участках, установленных маршрутах, а также передаются команды на изменение направления движения на перегоне.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема соединения узлов поста ЭЦ и схема подключения тяговой подстанции к отсасывающему дроссель-трансформатору; на фиг. 2 - схема соединения локомотивных узлов.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 и 2 приведены следующие обозначения:
1 - тяговая подстанция ТП;
2 - контактный провод КНП;
3 - пост электрической централизации ЭЦ;
4 - дополнительный станционный трансформатор (аналог дроссель-трансформатору) ТС;
5 - отсасывающий фидер ФО;
6-первый рельс;
7 - второй рельс;
8 - дроссель-трансформатор ДТ;
9 и 10 - провода, соединяющие ТС и станционный фильтр ФС;
11 - фильтр станционный ФС;
12 - генератор станционный ГС;
13 - станционная электронно-вычислительная машина ЭВМС, обменивающаяся информацией по двухпроводной линии связи (контактный провод и рельсовые нити) с локомотивами; контролирует состояния напольных перегонных и станционных объектов, управляет стрелочными приводами;
14 - приемник станционный ПС;
15 и 16 - провода, соединяющие ФС и ГС;
17 и 18 - провода, соединяющие ФС и ПС;
19 - шина, соединяющая ЭВМС и ГС;
20 - шина, соединяющая ПС и ЭВМС;
21 - пантограф ПН;
22 - локомотив Л;
23 - дополнительный локомотивный трансформатор (аналог дроссель-трансформатору) ТЛ;
24 - фильтр локомотивный ФЛ;
25 - генератор локомотивный ГЛ;
26 - локомотивная электронно-вычислительная машина ЭВМЛ;
27 - приемник ГЛОНАСС ПГЛ;
28 - устройство управления и контроля движением поезда УУКДП;
29 - приемник локомотивный ПЛ;
30 - тяговый двигатель ТД;
31 - колесная пара КП;
32 и 33 - провода, соединяющие ТЛ и ФЛ;
34 и 35 - провода, соединяющие ФЛ и ГЛ;
36 и 37 - провода, соединяющие ФЛ и ГЛ;
38 - шина, соединяющая ЭВМЛ и ГЛ.
39 - шина, соединяющая ПЛ и ЭВМЛ;
40 - шина, соединяющая ПГЛ и ЭВМЛ;
41 - шина, соединяющая УУКДП и ЭВМЛ.
Для обмена информацией между постом ЭЦ 4, локомотивом Л 22 и др. локомотивами (на фиг. 1 и 2 не представлены) используется двухпроводная линия связи, одним проводом которой является контактный провод, вторым проводом - рельсы 6 и 7. Сигнальный и тяговый токи протекают по рельсам в одном направлении.
Генератор станционный ГС 12 (фиг. 1) подключается к двухпроводной линии связи через фильтр станционный ФС 11 и трансформатор станционный ТС 4 (в цепи отсасывающего фидера ФО 5). Приемник станционный ПС 14 подключается к двухпроводной линии связи через ФС 11 и ТС 4. Подключение ГС 12 и ПС 14 происходит с использованием проводов 9, 10, 15, 16, 17, 18 и дополнительного станционного трансформатора ТС 4. Работой ГС 12 управляет ЭВМС 13 с участием шины 19.
ЭВМС формирует единый приказ телеуправления ТУ для всех локомотивов, находящихся в зоне питания тяговой подстанции ТП 1. В приказе передается информация об установленных маршрутах, состоянии станционных путевых участках и путевых участках перегонов, прилегающих к станции.
Информация с локомотивов (Л 22 и др.) воспринимается на посту ЭЦ 3 с участием ПС 14 и по шине 20 передается на ЭВМС 13. В приказе ТС передается информация о координатах местонахождения локомотивов, если поезд следует в полном составе и рельсы за хвостом поезда находятся в исправном состоянии. Состояние рельс контролируется мобильными устройствами, установленными на подвижном составе. Координата местонахождения локомотива Л 22 (фиг. 2) определяется с помощью приемника ГЛОНАСС ПГЛ 27, которая затем передается на ЭВМЛ 26 с помощью шины 40. В приеме приказа ТС участвует трансформатор ТС 4 (фиг. 1), ФС 11, ПС 14, отсасывающий фидер ФО 5, провода 9, 10, 17, 18. ПС 14 расшифровывает приказ и по шине 20 передает информацию на ЭВМС 13.
Локомотивный генератор ГЛ 25 (фиг. 2) подключается к двухпроводной линии связи через локомотивный фильтр ФЛ 24 и локомотивный трансформатор ТЛ 23. Локомотивный приемник ПЛ 28 подключается к этой же линии через ФЛ 24 и ТЛ 23. Подключения происходят с помощью проводов 32, 33, 34, 35, 36, 37. Работой ГЛ 25 управляет ЭВМЛ 26 с участием шины 38. В приказе телесигнализации ТС передается информация о координате местонахождения локомотива при следовании поезда в полном составе и исправном состоянии рельс за хвостом поезда.
В приеме приказа ТУ участвует ТЛ 23, ФЛ 24, ПЛ 29, провода 32, 33, 36, 37. ПЛ 29 расшифровывает приказ и по шине 39 передает информацию на ЭВМЛ 26, которая получает информацию и от приемника ГЛОНАСС ПГЛ 27 по шине 40. На основании полученной информации с поста ЭЦ 3, а так же информации, хранящейся в памяти ЭВМЛ 26 о плане и профиле пути, путевом развитии станций и параметрах поезда, формируются приказы для управления движением поезда посредством устройства УУКДП 28 с использованием шины 41.
Описание работы схемы. Регулирование движения поездов осуществляется с помощью двухпроводной линии связи ДЛС, одним проводом которой являются рельсы, другим - контактный провод. Линия связи служит для передачи с локомотивов на посты ЭЦ станций, на которых находятся тяговые подстанциями ЭЦ, информации о состоянии перегонных путевых участков и координатах местонахождения локомотивов. Состояние путевых участков определяется с помощью мобильных устройств на подвижном составе, а координаты местонахождения локомотивов - с помощью ГЛОНАСС.
Зоной связи локомотива с постом ЭЦ являются участки от места подключения отсасывающего фидера до конца подвески контактного провода тяговой подстанции.
При проследовании границы станции локомотивом отправляемого поезда с точечного напольного устройства на локомотив передается системный номер поезда для указания времени передачи приказа телесигнализации о координатах местонахождения локомотива при следовании поезда в полном составе и исправном состоянии рельсовых нитей за хвостом поезда.
С локомотива на точечное напольное устройство передается информация о номере поезда и его длине.
На локомотивы с постов ЭЦ по ДЛС передается информация о состоянии путевых перегонных и станционных участках и установленных маршрутах. Посты ЭЦ смежных станций связаны между собой оптической линией связи ОЛС, по которой передается информация о перегонных и станционных участках, номерах поездов, отправляемых на перегон, их длине, установленных маршрутах и команды на изменение направления движения поездов на перегоне. ОЛС позволяют осуществить связь между локомотивами и постами ЭЦ станций, на которых нет тяговых подстанций.
Поезда, находящиеся на станции или перегоне, получают информацию о состоянии напольных объектах станций и перегонов с поста ЭЦ ближайшей станции, где расположена тяговая подстанция.
Эти же поезда передают информацию о местонахождении локомотивов и состоянии перегонных путевых участках на пост ЭЦ ближайшей станции, где расположена тяговая подстанция.
Принятая на локомотиве информация о состоянии напольных объектов, координате местонахождения локомотива, совместно с информацией, хранящейся в памяти электронной вычислительной машины о плане и профиле пути, путевом развитии станций и параметрах поезда позволяет определить оптимальную скорость движения поезда по всему маршруту следования поезда, а также позиции локомотивного контроллера и крана машиниста и, с участием устройства управления и контроля движения поезда, поддерживать эту скорость.
На локомотивы, находящиеся на одной станции или одном перегоне с поста ЭЦ поступает одинаковая информация, выбор полезной информации осуществляется с учетом координаты местонахождения локомотива.