УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ АЛС ОТ ПОМЕХ
UNIVERSAL METHOD OF INTERFERENCE PROTECTION OF ALSS DEVICES OPERATION

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано для регулирования движения поездов с целью повышения достоверности сигналов АЛС.
Известен способ защиты работы устройств АЛС от влияния помех ЛЭП, основанный на выявлении помех и прекращении действия системы АЛС на фиксированный отрезок времени [Патент 2457138 РФ от 27.07.2012, Бюл. №21. Устройство защиты работы устройств автоматической локомотивной сигнализации от помех линий электропередач. Полевой Ю.И.]. Действие способа основано на отключении действия системы на заданный интервал времени с сохранением сигнальных показаний АЛС в течение этого промежутка времени.
Недостатком способа является то, что если система АЛС будет находиться под воздействием помех в течение времени, превышающего указанный промежуток времени, то на локомотивном светофоре может появиться сигнальное показание, не соответствующее фактической поездной ситуации. Кроме того, на локомотиве должно быть установлено дополнительное оборудование для реализации заявленного способа. Устройство не может обеспечить бесперебойную работу системы АЛС при следовании по коротким рельсовым цепям.
Известен способ защиты работы устройств АЛС от влияния помех ЛЭП, основанный на выявлении помех и прекращении действия системы АЛС при следовании локомотива по участку пути, подверженному влиянию помехи ЛЭП. [Патент 2466897 РФ от 20.11.2012, Бюл. №32. Устройство защиты работы устройств автоматической локомотивной сигнализации от помех линий электропередач. Полевой Ю.И., Аграфенин Д.В., Вайшнарас А.В.]. Действие способа основано на выявлении влияния помехи на работу системы АЛС и отключении действия системы на участке, находящемся под влиянием помехи, с сохранением сигнальных показаний АЛС при движении по упомянутому участку.
Недостатком способа является то, что если возникнет буксование или юз локомотивных колесных пар, то на локомотивном светофоре может появиться сигнальное показание не соответствующее фактической поездной ситуации. Устройство не может обеспечить бесперебойную работу системы АЛС при следовании по коротким рельсовым цепям. Кроме того, на локомотиве должно быть установлено дополнительное оборудование для реализации заявленного способа.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение безопасности движения поездов и сокращение затрат на внедрение и содержание устройств защиты системы АЛС от влияния любых электромагнитных помех.
Технический результат достигается тем, что предложенный способ является универсальным способом защиты устройства АЛС от помех, основанный на отключении работы системы АЛС на участке пути (отключает), находящемся под влиянием ЛЭП, с сохранением показаний локомотивного светофора при следовании по всей длине участка, подверженного влиянию помех, при этом выключение действия системы АЛС происходит при участии информации ГЛОНАСС на участках, где наблюдается воздействие электромагнитных помех от ЛЭП, на участках с короткими рельсовыми цепями, на мостах с металлическими фермами и подвесными ЛЭП (с помощью имеющейся на локомотиве ЭВМ и приемника ГЛОНАСС, например в системе КЛУБ), а воздействие на работу системы АЛС осуществляется с участием фрагмента программы, который дополнительно вводится в память локомотивной ЭВМ, для предотвращения длительного отключения действия системы АЛС предусмотрен таймер для включения системы АЛС через заданный интервал времени, таймер приводится в исходное состояние нажатием кнопки, предложенный способ позволяет предупредить машиниста оптическим или акустическим сигналом (речевиком) о необходимости снижения скорости на кривых участках пути, приближении к станции или переезду и др. опасных ситуациях.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для пояснения работы способа защиты устройств АЛС от влияния ЛЭП при влиянии первой помехи, на фиг. 2 представлена структурная схема устройства для пояснения работы способа защиты устройств АЛС от влияния ЛЭП при влиянии второй помехи, на фиг. 3 представлена структурная схема работы электрических цепей.
На фиг. 1, 2, 3 представлены следующие условные обозначения:
на фиг. 1:
1 - приемник ГЛОНАСС;
2 - настроечная плата перемычек координат начала влияния первой помехи;
3 - настроечная плата перемычек координат окончания влияния первой помехи;
4 - компаратор сравнения координат долготы начала влияния первой помехи;
5 - компаратор сравнения координат широты начала влияния первой помехи;
6 - компаратор сравнения координат долготы окончания влияния первой помехи;
7 - компаратор сравнения координат широты окончания влияния первой помехи;
8 - первый логический элемент И;
9 - второй логический элемент И;
10 - первый триггер Т,
на фиг. 2:
11 - настроечная плата перемычек координат начала влияния второй помехи;
12 - настроечная плата перемычек координат окончания влияния второй помехи;
13 - компаратор сравнения координат долготы начала влияния второй помехи;
14 - компаратор сравнения координат широты начала влияния второй помехи;
15 - компаратор сравнения координат долготы окончания влияния второй помехи;
16 - компаратор сравнения координат широты окончания влияния второй помехи;
17 - третий логический элемент И;
18 - четвертый логический элемент И;
19 - второй триггер Т;
на фиг. 3:
20 - система АЛС;
21 - первый логический элемент НЕ;
22 - второй логический элемент НЕ;
23 - пятый логический элемент И;
24 - шестой логический элемент И;
25 - седьмой логический элемент И;
26 - восьмой логический элемент И;
27 - логический элемент ИЛИ-НЕ;
28 - таймер ТМ;
29 - логический элемент ИЛИ;
30 - третий триггер Т;
31 - N-ый триггер Т;
32 - минусовой полюс источника питания М;
33 - кнопка К.
Условные обозначения на фиг. 1, 2, 3:
ТКШ, ТКД - текущие координаты широты и долготы;
V1, VN - первый и N-й выходы системы АЛС;
Q1, Q2 - переменные, указывающие первое и второе воздействия помехи.
Все входы на блоках структурных схем изображены слева, выходы - справа, блоки могут быть с одним или двумя входами (верхний вход, нижний вход).
Действие способа защиты устройства АЛС от влияния помех основано на прекращении работы системы АЛС при нахождении локомотива на заданных участках пути (участки, где наблюдаются сбои в работе АЛС) с сохранением состояния локомотивного светофора в соответствии с тем значением, которое предшествовало моменту прекращения работы системы АЛС. При длительном отключении системы АЛС (в случае остановки поезда и др. случаях) восстановление работы происходит автоматически по истечению заданного интервала времени, который отсчитывается таймером ТМ. Обнуление таймера осуществляется машинистом при нажатии кнопки К.
Такой способ защиты позволяет исключить последствия от влияния помех не только на пересечениях железнодорожных участков с ЛЭП, но и в горловинах станций, где сказывается негативное влияние коротких рельсовых цепей, на мостах с металлическими фермами и воздушными участками ЛЭП, смонтированными на фермах моста (при усилении моста швеллерами между рельсами).
Действие устройства, демонстрирующее работу способа, осуществляется следующим образом. На фиг. 1 представлена структурная схема контроля входа и выхода локомотива (локомотивного приемника ГЛОНАСС) на участок, подверженный влиянию помех. Границы таких участков определяются заблаговременно при движении вагона-лаборатории СЦБ.
На локомотиве, оборудованном системой КЛУБ, используют и приемник ГЛОНАСС 1 для определения местонахождения локомотива, и локомотивную ЭВМ с фрагментом программы для контроля нахождения локомотива в зоне влияния помех. На локомотиве предусматриваются несколько настроечных плат с перемычками (плата может быть и с электронной прошивкой), которые указывают на границы зон воздействия первой и второй помех (зон может быть несколько). Настроечная плата 2 содержит информацию (по соответствующему включению перемычек) о долготе и широте границы начала влияния первой помехи. Компараторы 4 и 5 сравнивают текущие значения координат на выходах приемника ГЛОНАСС со значениями координат на выходе платы 2. В случае их полного совпадения на входах первого элемента И 8, а также и на его выходе появляется потенциал логической единицы (ЛЕ). При этом триггер 10 взводится, что указывает на то, что приемник 1 находится в зоне действия помехи.
Настроечная плата 3 содержит информацию о координате долготы и широты границы выхода из зоны влияния помехи. При совпадении кодовых сигналов с выходов приемника 1 и настроечной платы 3 на выходах компараторов 6 и 7 появляются потенциалы ЛЕ, которые посредством второго логического элемента И 9 сбрасывают первый триггер 10, на выходе которого (Q1) появляется потенциал логического нуля (ЛН), что означает выход приемника 1 из зоны влияния помехи.
Контроль нахождения приемника 1 в зоне действия второй помехи можно пояснить по фиг. 2. Компараторы 13 и 14 сравнивают текущие значения (ТКШ и ТКД), которые присутствуют на выходе приемника 1 (фиг. 1), с состоянием настроечных перемычек на плате 11 (фиг. 2), а компараторы 15 и 16 - с состоянием настроечных перемычек на плате 12 (фиг. 2). При входе локомотива зону воздействия второй помехи на выходах компараторов 13 и 14 появляются потенциалы ЛЕ, и посредством третьего логического элемента И 17 взводится второй триггер 19, на выходе которого (Q2) также появляется потенциал ЛЕ, что указывает на то, что приемник 1 находится в зоне второй помехи. При выходе локомотива из зоны второй помехи на выходах компараторов 15 и 16 появляются потенциалы ЛЕ, и посредством четвертого логического элемента И 18 сбрасывается второй триггер 19, на выходе которого (Q2) появляется потенциал ЛН, что указывает на то, что приемник 1 вышел из зоны влияния второй помехи.
В отсутствие воздействия помех на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ (фиг. 3) присутствует потенциал ЛЕ, а, следовательно, и на выходе логического элемента ИЛИ 29, на входах логических элементов И 23, 24, 25, 26 также присутствует потенциал ЛЕ, что делает их прозрачными для передачи информации с выходов системы АЛС и выходов элементов НЕ 21, 22. Состояние триггеров 30 и 31 зависит от состояний выходов 1…N системы АЛС 20, которые осуществляют включение ламп локомотивного светофора. Под воздействием первой или второй помехи на выходе логического элемента 27 появляется потенциал ЛН, и посредством логических элементов 29, 23, 24, 25, 26 работа триггеров 30 и 31 затормаживается до выхода локомотива из зоны помехи. Одновременно с затормаживанием работы триггеров включается таймер 28, который через заранее заданный интервал времени (при остановке поезда или длительном нахождении в зоне влияния помехи) растормаживает триггеры 30 и 31. Для приведения таймера в рабочее положение машинист нажимает на кнопку К 33 и снимает минусовой затормаживающий потенциал. Таймер подготавливается для очередного использования.
Предложенный способ позволяет предупредить машиниста оптическим или акустическим сигналом (речевиком) о необходимости снижения скорости на кривых участках пути, приближении к станции или переезду и др. опасных ситуациях.
Таким образом, способ является универсальной защитой от воздействия помех на работу системы АЛС и может выполнять другие вспомогательные функции. Затраты на реализацию и эксплуатацию устройств, выполненных на базе предложенного способа, чрезвычайно малы.