ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПЕРЕГОННЫХ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ ТОНАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ
CENTRALISED CONTROL SYSTEM FOR TRACKSIDE TONE-FREQUENCY RAIL CIRCUITS

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к системам контроля перегонных рельсовых цепей.
Известна система контроля перегонных рельсовых цепей, содержащая на перегоне между постами электрической централизации (ЭЦ) соседних станций n блок-участков с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты и проходными светофорами, при этом каждая из упомянутых рельсовых цепей блок-участков соединена соответственно с напольными устройствами сопряжения, общего с соседней рельсовой цепью передающего конца и своего приемного конца, причем напольные устройства сопряжения приемных концов соединены непосредственно с входами соответствующих приемников кодовых сигналов тональной частоты. Система также включает устройства систем АЛСН непрерывного типа (Кравцов Ю.А. «Системы железнодорожной автоматики и телемеханики», М., Транспорт, 1996, с.108 рис.4.21). Недостатком известной системы является сложность обслуживания, связанная с нахождением на пути большого количества сложной электронной аппаратуры.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является, выбранная в качестве прототипа, централизованная система контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты, содержащая на перегоне, между постами ЭЦ соседних станций, блок-участки с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты и проходными светофорами, причем каждая из неограниченных рельсовых цепей тональной частоты одним концом соединена с напольным устройством сопряжения, общего с соседней рельсовой цепью передающего конца, а другим концом соединена с напольным устройством сопряжения своего приемного конца, а все напольные устройства сопряжения приемных концов и передающих концов рельсовых цепей соединены через кабельную сеть с ближайшими, к их блок-участкам, постами ЭЦ. На постах ЭЦ размещены приемники рельсовых цепей и передатчики кодовых сигналов, причем выходы передатчиков кодовых сигналов через кабельную сеть соединены с входами соответствующих напольных устройств сопряжения передающих концов рельсовых цепей и чередуются по частоте несущей формируемых ими кодовых сигналов (Федоров Н.Е. «Современные системы автоблокировки, с тональными рельсовыми цепями», Самара: СамГАПС, 2004, с.110, рис. 5.3).
Данная система, за счет расположения основной части аппаратуры перегонных рельсовых цепей на постах ЭЦ, улучшает условия обслуживания аппаратуры, но имеет недостаточный уровень надежности, обусловленный повышенной сложностью аппаратуры на постах ЭЦ, в особенности путевых приемников, реализующих сложные алгоритмы обработки аналоговых и дискретных сигналов, с соблюдением требований по безопасности движения поездов, в условиях неблагоприятной помеховой обстановки.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности системы.
Технический результат достигается тем, что в централизованную систему контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты, содержащую на перегоне, между постами ЭЦ соседних станций, блок-участки с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты и проходные светофоры, причем каждая из неограниченных рельсовых цепей тональной частоты одним концом соединена с напольным устройством сопряжения, общего с соседней рельсовой цепью передающего конца, а другим концом соединена с напольным устройством сопряжения своего приемного конца, все напольные устройства сопряжения приемных концов и передающих концов рельсовых цепей соединены через кабельную сеть с ближайшими к их блок-участкам постами ЭЦ, при этом на постах ЭЦ размещены приемники рельсовых цепей и передатчики кодовых сигналов, причем выходы передатчиков кодовых сигналов через кабельную сеть соединены с входами соответствующих напольных устройств сопряжения передающих концов рельсовых цепей и чередуются по частоте несущей формируемых ими кодовых сигналов, согласно изобретению введены блоки коммутации и блоки управления, причем каждая пара приемников кодовых сигналов тональной частоты смежных рельсовых цепей, питаемых от общего передатчика, своими входами соединена соответственно с первым и вторым выходами соответствующего ей блока коммутации, первый и второй вход которого соединены через кабельную сеть и соответствующую пару напольных устройств сопряжения с приемными концами упомянутых смежных рельсовых цепей, а вход управления блока коммутации соединен с выходом соответствующего блока управления, первый и второй порты связи которого соединены с портами связи соответствующей пары приемников кодовых сигналов тональной частоты соответствующих смежных рельсовых цепей.
На чертеже приведена структурная схема централизованной системы контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты.
1-3n
1-3n
1-3n
1-3n
Централизованная система контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты содержит на перегоне, между постами 1 и 2 ЭЦ, соседних станций, блок-участки с неограниченными рельсовыми цепями 3 тональной частоты и проходные светофоры 4. Каждая из неограниченных рельсовых цепей 3 тональной частоты одним концом соединена с напольным устройством 5 сопряжения, общего с соседней рельсовой цепью передающего конца, а другим концом соединена с напольным устройством 6 сопряжения своего приемного конца, все напольные устройства сопряжения 6 и 5 приемных концов и передающих концов рельсовых цепей 3 соединены через кабельную сеть 7 с ближайшими, к их блок-участкам, постами 1 или 2 ЭЦ. На постах 1 и 2 ЭЦ размещены приемники 8 кодовых сигналов тональной частоты рельсовых цепей и передатчики 9 кодовых сигналов тональной частоты рельсовых цепей. Выходы передатчиков 9 через кабельную сеть 7 соединены с входами соответствующих напольных устройств 5 сопряжения передающих концов рельсовых цепей 3 и чередуются по частоте несущей формируемых ими кодовых сигналов. Каждая пара 12 приемников 8 кодовых сигналов тональной частоты смежных рельсовых цепей i и i+1, питаемых от общего передатчика 9, своими входами соединена соответственно с первым 13 и вторым 14 выходами соответствующего ей блока 10 коммутации, первый 15 и второй 16 входы которого связаны через кабельную сеть 7 и соответствующую пару 17 напольных устройств 6 сопряжения с приемными концами упомянутых смежных рельсовых цепей i и i+1. Вход управления 18 блока 10 коммутации соединен с выходом соответствующего блока 11 управления, первый 19 и второй 20 порты связи которого соединены соответственно с портами связи соответствующей пары 12 приемников 8 кодовых сигналов тональной частоты соответствующих смежных рельсовых цепей i и i+1.
Основными отличительными особенностями систем автоблокировки, для которых может быть использовано данное изобретение, являются:
- использование тональных рельсовых цепей;
- отсутствие изолирующих стыков;
- наличие проходных светофоров;
- размещение основного оборудования на станциях, ограничивающих перегон;
- двухстороннее движение по каждому пути двухпутного перегона;
- наличие защитных участков для обоих направлений движения;
- контроль исправности жил кабеля рельсовых цепей;
- контроль последовательности занятия рельсовых цепей, при включении кодовых сигналов АЛС;
- контроль правильности занятия и освобождения рельсовых цепей блок-участка (контроль потери шунта) с блокировкой светофоров и схем кодирования АЛС.
Централизованная система контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты работает следующим образом.
Путевые приемники 8 контролируют состояние рельсовых цепей 3, той части перегона, которая отнесена к данной станции. Путевые реле рельсовых цепей воздействуют на сигнальные реле (не показаны), которые обеспечивают выбор требуемых показаний проходных светофоров и кодовых сигналов АЛС. Кроме того, путевые реле воздействуют на схемы включения кодовых сигналов в рельсовые цепи и на блокирующие реле (не показаны), управляют схемами контроля последовательного занятия и последовательного освобождения рельсовых цепей (не показаны).
Схемы замыкания и размыкания перегонных устройств включают в себя блокирующие реле и схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей (все упомянутые релейные схемы соответствуют типовым решениям и на чертеже не показаны). При вступлении поезда на какой-либо блок-участок, блокирующее реле воздействует на сигнальные реле этого блок-участка, чем исключается открытие проходного светофора 4, ограждающего данный блок-участок, и выбор разрешающего кодового сигнала для предыдущего блок-участка (замыкание блок-участка).
Размыкание блок-участка проводится автоматически с участием схемы контроля последовательного освобождения рельсовых цепей этого блок-участка и защитного участка. Нарушение указанной последовательности, при освобождении блок-участка, может быть следствием потери шунта, при фактически занятом блок-участке, или защитном участке. При этом размыкание блок-участка не происходит и разрешающий сигнал не включается.
Станционная аппаратура системы размещается на станциях, ограничивающих перегон, устанавливается в постах 1 и 2 ЭЦ и соединяется с напольным оборудованием при помощи кабельной сети 7. Деление перегона (разделение кабельной сети 7 на две части) производится по сигнальной установке, находящейся в середине перегона. К напольному оборудованию системы относятся проходные светофоры 4, соединительные кабели кабельной сети 7, разветвительные муфты и путевые ящики (не показаны) для размещения устройств сопряжения 5, 6, включающих схемы согласования и защиты (не показаны) рельсовых цепей 3 и сигнальные трансформаторы (не показаны).
Для контроля состояния блок-участков используются два типа рельсовых цепей 3 - длинные, контролирующие участки пути длиной до 1 км, с частотами сигнального тока f1 и f2, например, 420 Гц и 480 Гц и короткие с частотами сигнального тока f1 и f2, например, 5000 Гц и 5555 Гц, служащие для контроля участков пути на границе блок-участков в зоне расположения проходных светофоров 4.
Исключение подпитки от рельсовых цепей 3 соседнего пути осуществляется путем применения, для каждого пути, своих комбинаций несущих частот и модулирующих сигналов. Исключение подпиток от рельсовых цепей 3 своего пути осуществляется чередованием комбинаций несущих частот и модулирующих сигналов таким образом, что путевой приемник 8 кодовых сигналов тональной частоты данной рельсовой цепи 3 удален от передатчика 9 кодовых сигналов тональной частоты другой рельсовой цепи, с идентичными комбинациями несущего и модулирующего сигнала, на расстояние, обеспечивающее затухание настолько, что он не воспринимается данным путевым приемником 8.
i
i+1
i
i+1
i
i+1
i
i+1
При исправной работе всех устройств сигналы, формируемые передатчиком 9 кодовых сигналов тональной частоты рельсовых цепей 3 и 3, проходят через кабельную сеть 7 и соответствующие устройства сопряжения 5, в питающие концы смежных рельсовых цепей 3 и 3. Далее эти сигналы проходят через рельсы рельсовых цепей 3 и 3 через соответствующую пару 17 устройств сопряжения 6 приемных концов и через кабельную сеть 7 и попадают на входы соответствующего блока 10 коммутации. Блок 10 коммутации передает сигналы, полученные от устройств сопряжения 6 приемных концов рельсовых цепей 3 и 3, с первого входа 15, на первый выход 13 и со второго входа 16 на второй выход 14. Далее эти сигналы поступают на входы соответствующих приемников 8 кодовых сигналов тональной частоты. Такой режим работы блока 10 коммутации определяется кодовым сигналом исправной работы, который поступает на его вход управления с выхода блока 11 управления. Блок 11 управления через свои порты связи 19 и 20 соединен с портами связи соответствующих приемников 8 кодовых сигналов тональной частоты, упомянутых смежных рельсовых цепей i и i+1. Через порты связи 19 и 20 блок 11 управления получает диагностическую информацию об исправной или неисправной работе соответствующих приемников 8.
При исправной работе приемников 8, если уровень сигнала на входе соответствующего приемника 8 превышает установленный пороговый уровень логической "1", приемник фиксирует свободность соответствующего путевого участка, а если уровень сигнала на входе соответствующего приемника 8 ниже установленного порогового уровня логического "0", то приемник фиксирует занятость соответствующего путевого участка. При принятии решения используется декодированный сигнал, имеющий информационную защиту для обеспечения безопасности работы устройств.
i
i+1
i
i+1
i
i+1
Каждый приемник 8 имеет встроенное устройство диагностики, непрерывно передающее через порт связи кодовые сигналы исправной или неисправной работы. Если блок 11 управления получает информацию о неисправной работе одного из контролируемой пары 12 приемников 8 кодовых сигналов тональной частоты, он формирует на своем выходе команду перевода блока 10 коммутации в резервный режим работы. В резервном режиме работы вход неисправного приемника 8 отключается блоком 10 коммутации от системы, а его выход отключается от системы блоком 11 управления. По сигналу с блока 11 управления вход исправного приемника 8 попеременно подключается к каждому из пары 17 устройств 6 сопряжения приемных концов смежных рельсовых цепей 3 и 3. При этом исправный приемник 8 поочередно (интервал 0,5 с) контролирует свободность путевых участков смежных рельсовых цепей 3 и 3. Блок 11 управления преобразует и передает в систему автоблокировки данные от исправного приемника 8, распределяя их по двум информационным каналам, эквивалентным тем, что существуют при нормальной работе устройств. Таким образом, остальная часть системы в резервном режиме работает практически без изменения. Отличие заключается в замедлении реакции системы на фиксацию изменения состояния занятости путевых участков, проявляющуюся в запаздывании переключения проходных светофоров и сигналов кодирования АЛС на 0,5 с. Это замедление является допустимым вследствие больших запасов работоспособности существующих систем СЦБ. Блок 11 управления имеет в своей памяти данные по настройкам пары 12 приемников 8 при их нормальной работе и при необходимости может каждый раз подстраивать работающий приемник 8 для условий оптимальной работы с соответствующей рельсовой цепью 3 или 3.
i
i+1
Для обеспечения высокого коэффициента готовности перехода в резервный режим блоки коммутации 10 и управления 11 после каждого освобождения проходящим поездом относящихся к ним рельсовых цепей 3 и 3 однократно переключаются командой перехода в резервный режим, формируемый блоком 11 управления, и снова возвращаются в нормальный режим, с регистрацией в устройствах автоблокировки состояния узлов, связанных с резервным режимом. Этим совместно с взаимным резервированием приемников 8 в каждой паре 12 достигается существенное повышение надежности. При переходе в резервный режим или при обнаружении неисправностей блоков 10 и 11 устранение неисправностей не требует больших затрат труда и времени и может осуществляться без существенных помех движению поездов, т.к. резервированная часть аппаратуры находится на постах ЭЦ.