СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ НА СКОРОСТНЫЕ ПОЕЗДА
METHOD FOR TRANSMITTING INFORMATION ABOUT THE STATE OF RAIL CIRCUITS TO HIGH-SPEED TRAINS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для регулирования движения скоростных поездов, в котором с использованием индуктивной связи осуществляется передача информации на скоростной поезд с помощью контактного провода.
Уровень техники
Известен способ регулирования движения поездов с использованием устройств радиосвязи, с помощью которых передают с поста электрической централизации ЭЦ на локомотив Л информацию о состоянии перегонных рельсовых цепей РЦ, расположенных в зоне контроля ЗК, т. е. между станцией и серединой перегона, номерах установленных маршрутов УМ и прогнозное время приема/отправления поезда, локомотивной ЭВМ ЭВМЛ, которая на основании полученной информации и информации хранящейся в памяти о плане и профиле пути всего участка следования Л, а также с учетом местонахождения Л, которое определяют с помощью приемника ГЛОНАСС ПГЛ, рассчитывают протяженность свободного участка пути перед поездом, определяют конфигурацию маршрута, оптимальную скорость движения поезда в любой точке пути и передают информацию о скорости на устройство регулирования скорость поезда УРСП, которое управляет локомотивным контроллером и краном машиниста, поддерживает оптимальную скорость в ЗК;
контроль состояний перегонных рельсовых линий РЛ осуществляют тональными рельсовыми цепями ТРЦ с помощью двухпроводной линии для питания ТРЦ ЛП и пошаговой работы линейных распределителей ЛРС, и двухпроводной линии контроля ЛК для передачи информации о состоянии РЦ на посты ЭЦ прилегающих станций; линии ЛП и ЛК укладывают от середины перегона до станции, к ЛП на посту ЭЦ подсоединяют тональный путевой генератор ПГ, а к ЛК - тональный путевой приемник ГШ; под управлением станционной ЭВМ ЭВМС ПГ посылает в ЛП серию импульсов, между которыми следует интервал, выполняющий функции сигнала цикловой синхронизации ЦС, импульсы разделены границами, где фаза сигнала изменяется на противоположную; на границах РЦ устанавливают путевые коробки ПК с аппаратурой питающего конца ПКг (генераторный) или приемного конца ПКп, ПКп и ПКг размещают в шахматном порядке; выходы линейных распределителей ЛРС, размещенных в ПК, подсоединяют к электронному ключу ЭК так, чтобы осуществлять циклический контроль состояний РЦ; по ЛК циклически передают информацию на ГШ о состоянии РЦ, при этом к ПП посредством путевых трансформаторов ПТ и ЛК подсоединяют приемный конец РЦ, амплитуда сигнала указывает на состояние РЛ; на Л передают информацию о состоянии РЦ находящихся в зоне ЗК и дополнительно о РЦ на участке, длина которого соответствует интервалу попутного следования и который примыкает к середине перегона, что является зоной управления ЗУ, это позволяет уверенно регулировать скорость движения поездов пересекающих середину перегона; передачу информации с поста ЭЦ на Л осуществляют с помощью приказа телеуправления ТУ с участием радиопередатчика поста ЭЦ РПЭ, прием информации на Л с поста ЭЦ - с помощью локомотивного радиоприемника РПЛ, на все Л, находящиеся в ЗУ, передают одинаковую информацию: о свободных РЦ на перегоне и установленных маршрутах на станции (маршруты приема и отправления), выбор полезной части информации на Л осуществляют с помощью ПГЛ; переключение РПЛ с приема радиосигнала с поста ЭЦ станции отправления на прием сигнала с поста ЭЦ станции приема осуществляют в середине перегона, которую фиксирует ПГЛ [Патент 2732181 (РФ). Способ регулирования движения поездов / Полевой Ю.И., - Опубл. 14.09. 2020 Бюл № 26, МПК B61L 23/16].
Недостатком способа являются использование приемника ГЛОНАСС и радиосвязи, работа которых в условиях тоннеля затруднена.
Известен 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, информацию о количестве свободных и исправных впередилежащих участках и установленных маршрутах;
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 передают 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 передают информацию о номере поезда и его длине; с локомотивов на пост ЭЦ станции, с которой осуществляют электропитание контактной сети, передают информацию 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, передают информацию 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 включают одну обмотку 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 так же 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 регулирования скорости движения УРСД, 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 участков, установленных маршрутах, а также передаются команды на изменение направления движения на перегоне [Патент 2738487 (РФ). Способ регулирования движения поездов на участках с электрической тгой / Полевой Ю.И. - Опубл. 14.12. 2020 Бюл № 35, МПК 23/16].
Недостатком способа являются использование ГЛОНАСС и радиосвязи, работа которых в условиях тоннеля затруднена.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является создание условий для регулирования движения скоростных поездов в тоннелях мелкого заложения.
Способ передачи информации на скоростные поезда, основан на контроле состояний перегонных рельсовых цепей РЦ, информация о которых поступает на стационарную ЭВМ ЭВМС для передачи на скоростные поезда СП; исправность и свободность рельсовых линий РЛ фиксируют тональными рельсовыми цепями ТРЦ с помощью двухпроводной линии для питания ЛП и пошаговой работы счетчиков СТ (в прототипе: линейных распределителей ЛРС), и двухпроводной линии контроля ЛК для передачи информации о состоянии РЛ;
кабельные линии ЛП и ЛК укладывают от середины перегона, к ЛП подсоединяют тональный путевой генератор ПГ, а к ЛК - тональный путевой приемник ПП; под управлением ЭВМС ПГ посылает в ЛП серию импульсов, между которыми передают удлиненный импульс (в два раза длиннее других) (в прототипе интервал), выполняющий функции сигнала цикловой синхронизации ЦС, импульсы разделены границами, где фаза сигнала изменяется на противоположную; на границах рельсовых цепей РЦ устанавливают путевые коробки ПК с аппаратурой питающего или приемного конца, которые размещают в шахматном порядке; выходы счетчиков СТ подсоединяют к электронному ключу ЭК так, чтобы осуществлять циклический контроль состояний РЛ; по ЛК циклически передают информацию на ПП о состоянии РЦ, при этом к ПП посредством путевых трансформаторов ПТ и ЛК подсоединяют приемный конец РЦ, амплитуда сигнала указывает на состояние РЛ; способ отличается тем, что железнодорожные пути проложены в тоннеле мелкого заложения, где затруднена работа ГЛОНАСС, и радиостанции, поэтому информация на СП передается с помощью контактных проводов КП;
по пути следования СП с интервалом 45-55 км установлены линейные пункты управления ЛПУ с тяговыми подстанциями ТП, контактные провода от которых подвешены до середины участка между ЛПУ, с участием этих проводов осуществляется передача информации на СП, на каждый СП, находящийся в зоне контроля приближения ЗКП к ЛПУ или удаления ЗКУ от ЛПУ, передается информация о состоянии рельсовых цепей РЦ этой и следующей зоны контроля;
линии ЛП и ЛК укладывают от середины участка между ЛПУ до самого ЛПУ, т.е. в ЗКП и ЗКУ, на все СП, находящиеся в одной зоне, передается одинаковая информация, а поездная ЭВМ ЭВМП выбирает из нее только нужную информацию для данного СП;
передача информации с ЛПУ на СП осуществляется с помощью двухпроводной линии связи, одним проводом которой является контактный повод между СП и ТП, а другим - рельсы между СП и отсасывающим фидером ОФ; в цепь ОФ включена одна обмотка стационарного трансформатора ТС, вторая обмотка которого двухпроводной линией соединена со стационарным фильтром ФС, первый выход ФС двухпроводной линией соединен с входом приемника нечетного пути ПН, выход которого – с первым входом ЭВМС: второй выход ФС двухпроводной линией соединен с входом приемника четного пути ПЧ, выход которого - со вторым входом ЭВМС;
на СП в цепь между пантографом ПНГ и тяговыми двигателями ТД включена первая обмотка поездного трансформатора ТП, вторая обмотка которого через поездной фильтр ФП соединена с входом поездного приемника ПП, выход которого соединен с поездной ЭВМ ЭВМП;
поступившая на ЭВМП информация о состоянии РЦ, совместно с информацией, хранящейся в памяти о плане и профиле пути и параметрах поезда используется для определения оптимальной скорости движения по всему маршруту следования СП, регулирования позиции локомотивного контроллера и крана машиниста посредством устройства регулирования скорости движения поезда УРСП поддержания необходимой скорости;
между ЛПУ по оптоэлектронной линии связи передают информацию о состоянии РЦ, номерах поездов выходящих на перегон, их параметрах (вес и длина).
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен план участка с трансформаторными подстанциями и контактными проводами; на фиг. 2 - схема соединения приборов линейного пункта управления; на фиг. 3 - структурная схема расположения линейных пунктов управления и зон контроля удаления и приближения; на фиг. 4 - схема соединения приборов контроля состояний рельсовых цепей; на фиг. 5 - временная диаграмма приказов телеуправления и телеконтроля рельсовых цепей; на фиг. 6 - схема соединения поездных приборов.
Описание изобретения
На фиг. 1, 2, 3, 4, 6 и в тексте приведены обозначения:
1, 2, 3 и 4 - первый, второй, третий, четвертый контактные провода над вторым и первым путями первого и второго фидеров первой и второй тяговой подстанции 1КП, 2КП, 3КП 4КП;
5 и 6 - первая, вторая тяговые подстанции 1ТП и 2ТП;
7 - рельсы на двухпутном плане перегона;
8 - линейный пункт управления ЛПУ;
9 и 10 - первый, второй дроссель-трансформаторы 1ДТ и 2ДТ;
11 и 12 - первый и второй отсасывающие фидеры 1ФО и 2ФО;
13 и 14 - первый и второй стационарные трансформаторы 1ТС и 2ТС;
15 и 16 - первый, второй стационарные фильтры ФС1 и ФС2;
17 и 18 - первый и второй приемники нечетного пути ПН1 и ПН2;
19 и 20 - первый и второй приемники четного пути ПЧ1и ПЧ2;
21 - стационарная ЭВМ ЭВМС;
22 - путевой приемник ПП;
23 - путевой генератор ПГ;
24 - линия контроля ЛК;
25 - линия питания ЛП;
26 - путевая коробка ПК;
27 - выпрямитель В;
28 и 29 - первая и вторая дужки Д1 и Д2 (банановые перемычки);
30 - аккумулятор Акк;
31 - электронный ключ ЭК;
32 - фиксатор смены фаз ФСФ;
33 - фиксатор сигнала цикловой синхронизации ФЦС (удлиненный импульс);
34 - счетчик СТ;
35 и 36 - третья и четвертая дужки Д3 и Д4;
37 - логический элемент ИЛИ;
38 - путевой трансформатор ИТ;
39 - скоростной поезд СП;
40 - пантограф (второй по направлению движения) ПНГ;
41 - трансформатор поездной ТП;
42 - фильтр поездной ФП;
43 - приемник поездной ПП;
44 - ЭВМ поездная ЭВМП;
45 - устройство регулирования скорости движения УРСД;
46 и 47 - четвертая и первая колесные пары;
48 и 49 - четвертый и первый тяговые двигатели;
ЗКП и ЗКУ - зона контроля приближения и удаления;
ΡЛ - рельсовая линия;
РЦ - рельсовая цепь;
ТРЦ - тональная рельсовая цепь;
ЦС - сигнал цикловой синхронизации.
Способ передачи информации на скоростные поезда, основан на контроле состояний перегонных рельсовых цепей РЦ, информация о которых поступает на стационарную ЭВМ ЭВМС 21 (фиг. 4) для передачи на скоростные поезда СП 39 (фиг. 6); исправность и свободность рельсовых линий РЛ фиксируется тональными рельсовыми цепями ТРЦ с помощью двухпроводной линии для питания ЛП 25 (фиг. 4) и пошаговой работы счетчиков СТ 34 (в прототипе линейных распределителей ЛРС), и двухпроводной линии контроля ЛК 24 для передачи информации о состоянии РЛ.
Кабельные линии ЛП 25 и ЛК 24 укладывают от середины перегона, к ЛП 25 подсоединяют тональный путевой генератор ПГ 23, а к ЛК 24 - тональный путевой приемник ПП 22. Под воздействием ЭВМС 21 ПГ 23 посылает в ЛП 25 серию импульсов (фиг. 5), между которыми передают удлиненный импульс (в два раза длиннее обычных) (в прототипе интервал), выполняющий функции сигнала цикловой синхронизации ЦС, импульсы разделены границами, где фаза сигнала изменяется на противоположную. На границах рельсовых цепей РЦ устанавливают путевые коробки ПК 26 (фиг. 3, 4) с аппаратурой питающего или приемного конца, которые размещают в шахматном порядке. Выходы счетчиков СТ 34 подсоединяют к электронному ключу ЭК 31 так, чтобы осуществлять циклический контроль состояний РЛ; по ЛК 24 циклически передают информацию на ПП 22 о состоянии РЦ, при этом к ПП 22 посредством путевых трансформаторов ПТ 38 и ЛК 24 подсоединяют приемный конец РЦ, Амплитуда сигнала указывает на состояние РЛ (фиг. 5). Железнодорожные пути проложены в тоннеле мелкого заложения, где затруднена работа ГЛОНАСС, и радиостанции, поэтому информация на СП 39 (фиг. 6) передается с помощью контактных проводов КП 1, 2, 3 и 4 (фиг. 1 и 2).
По пути следования СП 39 с интервалом 45-55 км устанавливают линейные пункты управления ЛПУ 8 с тяговыми подстанциями ТП 5 и 6, контактные провода от которых подвешены до середины участка между ЛПУ 8, с участием этих проводов осуществляют передачу информации на СП 39 (фиг. 6). На каждый СП 39, находящийся в зоне контроля приближения ЗКП к ЛПУ (фиг. 3) или удаления ЗКУ от ЛПУ 8, передают информацию о состоянии рельсовых цепей РЦ этой и следующей зоны контроля.
Кабельные линии ЛП 24 и ЛК 25 укладывают от середины участка между ЛПУ 8 до самого ЛПУ 8, т.е. в ЗКП и ЗКУ. На все СП 39 находящиеся в одной зоне, передают одинаковую информацию, а поездная ЭВМ ЭВМП (фиг. 6) выбирает из нее только нужную информацию для данного СП 39.
Передача информации с ЛПУ 8 на СП 39 осуществляют с помощью двухпроводной линии связи, одним проводом которой является контактный повод между СП 39 (фиг. 6) и ТП (фиг. 2), а другим - рельсы между СП 39 и отсасывающим фидером ОФ 11 (12). В цепь ОФ 11 (12) включена одна обмотка стационарного трансформатора ТС 13 (14), вторая обмотка которого двухпроводной линией соединена со стационарным фильтром ФС 15 (16), первый выход ФС 15 двухпроводной линией соединяют с входом приемника нечетного пути ПН 17, выход которого - с первым входом ЭВМС 21: второй выход ФС 15 двухпроводной линией соединяют с входом приемника четного пути ПЧ 19, выход которого - со вторым входом ЭВМС 21.
На СП 39 (фиг. 6) в цепь между пантографом ПНГ 40 и тяговыми двигателями ТД 46, 47 включают первую обмотку поездного трансформатора ТП 41, вторая обмотка которого через поездной фильтр ФП 42 соединяют с входом поездного приемника ПП 43, выход которого соединяют с поездной ЭВМ ЭВМП 44.
Поступившая на ЭВМП 44 информация о состоянии РЦ, совместно с информацией, хранящейся в памяти о плане и профиле пути и параметрах поезда используют для определения оптимальной скорости движения по всему маршруту следования СП 39, регулирования позиции локомотивного контроллера и крана машиниста посредством устройства регулирования скорости движения поезда УРСП 45 поддержания необходимой скорости.
Между ЛПУ 8 по оптоэлектронной линии связи (фиг. 3) передают информацию о состоянии РЦ, номерах поездов выходящих на перегон, их параметрах (вес и длина).