Локомотивное устройство безопасности
LOCOMOTIVE SAFETY DEVICE

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано на локомотивах для повышения безопасности движения поездов.
Известно локомотивное устройство безопасности, содержащее блок управления движением локомотива, включающий модуль центрального обработчика информации локомотивной системы безопасности, соединенный с логической схемой, образованной контактами реле, через которую поступает сигнал на электропневматический клапан торможения поезда (Леонов А. А. "Техническое обслуживание автоматической локомотивной сигнализации". М., Транспорт, 1982, с. 195–197, р. 86).
Недостатком известного устройства является возможность движения с выключенными  устройствами АЛСН с автостопом.
Наиболее близким аналогом является локомотивное устройство безопасности, содержащее микропроцессорный блок управления с безопасной двухканальной архитектурой, в котором выход частотного сигнала внутренней схемы безопасного контроля связан с электропневматическим клапаном(ЭПК) системы торможения поезда (RU 2248899 С1, 27.03.2005).
Недостатком данного устройства является, что оно плохо защищено от сохранения возможности движения поезда с выключенными устройствами АЛСН с автостопом при несанкционированных действиях работников локомотивной бригады. Из практики эксплуатации подвижного состава известно, что для упрощения своей работы по управлению поездом во внештатных ситуациях, работниками локомотивной бригады могут предприниматься несанкционированные поездным диспетчером действия.  Например, работники локомотивной бригады без разрешения от поездного диспетчера на продолжение движения поезда могут перекрывать разобщительный кран от тормозной магистрали к ЭПК.
Также работники локомотивной бригады могут вскрывать крышку корпуса ЭПК и устанавливать перемычку шунтирующую контакты ЭПК и, в частности, замыкающий контакт, который включен в цепь отключения тяги локомотива. Полностью защититься на всех локомотивах эксплуатируемого в настоящее время подвижного состава от несанкционированного доступа к монтажным соединениям в цепях, связанных с контактами ЭПК, сложно из-за большого разнообразия вариантов конструкций локомотивов и вариантов монтажных соединений в применяемой на них бортовой аппаратуре управления движением. Например, на ряде локомотивов имеются такие места облегченного несанкционированного доступа к монтажу, как клеммные колодки, находящиеся в неопломбированных шкафах или блоках с аппаратурой.
Технический результат заключается в повышении защищенности от опасных отказов, обусловленных несанкционированными переделками монтажных соединений в цепях, связанных с контактами ЭПК.
Технический результат достигается тем, что локомотивное устройство безопасности содержит микропроцессорный блок управления с безопасной двухканальной архитектурой, в котором выход частотного сигнала внутренней схемы безопасного контроля соединен с входом  резонансного усилителя мощности, выход которого через  выпрямитель, сглаживающий фильтр и первую проводную  линию связи  соединен с обмоткой электромагнита  электропневматического клапана  системы торможения поезда, у которого один из замыкающих контактов его внутренней контактной группы включен последовательно в цепь управления тягой  локомотива, выход резонансного усилителя мощности посредством второй проводной  линии связи подключен через высокочастотный трансформатор к входу управления ключевого элемента, выходная цепь которого включена последовательно в цепь управления тягой локомотива, при этом вторая проводная линия связи проложена по локомотиву с возможностью защиты ее монтажных соединений от несанкционированного доступа и выполнена в виде коаксиальной кабельной линии или в виде линии с перевитой экранированной парой проводов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема заявляемого устройства.
Локомотивное устройство безопасности содержит микропроцессорный блок 1 управления с безопасной двухканальной архитектурой, в котором выход частотного сигнала внутренней схемы 2 безопасного контроля соединен с входом  резонансного усилителя 3 мощности, выход которого через  выпрямитель 4, сглаживающий фильтр 5 и первую проводную  линию  6 связи соединен с обмоткой электромагнита  7 электропневматического клапана 8 (ЭМК 8) системы торможения поезда, у которого один из замыкающих контактов 8.1 его внутренней контактной группы  включен последовательно в цепь 9 управления тягой  локомотива.
Выход резонансного усилителя мощности 3 посредством второй проводной  линии 10 связи  подключен через высокочастотный трансформатор 11 к входу управления  ключевого элемента 12. Выходная цепь 13 ключевого элемента 12 включена последовательно в цепь 9 управления тягой локомотива.
При этом вторая проводная линия 10 связи проложена по локомотиву с возможностью защиты ее монтажных соединений от несанкционированного доступа и выполнена в виде коаксиальной кабельной линии или в виде линии с перевитой экранированной парой проводов.
Устройство функционирует следующим образом.
Электропитание локомотивного устройства безопасности осуществляется от бортовой сети постоянного тока. Напряжение сети постоянного тока поступает на вторичные источники электропитания, расположенные в каждом из блоков аппаратуры, где осуществляется преобразование уровня напряжения бортовой сети в необходимый каждому блоку уровень напряжения.
При нормальной работе локомотивного устройства безопасности внутренняя схема 2 безопасного контроля работы микропроцессорного блока 1 управления выдает сигнал с частотой 20 КГц. Этот сигнал усиливается резонансным усилителем 3 мощности и через выпрямитель 4 и сглаживающий фильтр 5 преобразуется в напряжение постоянного тока. По первой проводной линии 6 связи напряжение постоянного тока подается на обмотку электромагнита 7 ЭПК 8 системы торможения поезда. Пока электромагнит 7 получает питание замыкающий контакт 8.1 внутренней контактной группы ЭПК 8, включенный последовательно в цепь 9 управления тягой локомотива, находится в замкнутом состоянии.
При необходимости экстренного торможения схема 2 безопасного контроля работы микропроцессорного блока 1 управления отключает резонансный усилитель 3 мощности и, соответственно, выключает напряжение питания обмотки электромагнита 7 ЭПК 8. При этом контактом 8.1 внутренней контактной группы ЭПК 8 размыкается цепь 9 управления тягой локомотива, а затем срывной клапан (на чертеже не показан) ЭПК 8 выпускает воздух из  тормозной магистрали (на чертеже не показана)  поезда и происходит экстренное торможение поезда.
Отключение цепи 9 управления тягой локомотива при отключении выходного частотного сигнала резонансного усилителя 3 мощности происходит также и в случае шунтирования контакта 8.1 перемычкой. Это достигается за счет того, что цепь 9 управления тягой локомотива при пропадании выходного частотного сигнала резонансного усилителя 3 мощности дополнительно размыкается. Дополнительная цепь размыкания надежно схемно и конструктивно защищена от ее обхода посредством шунтирования посторонними перемычками или посредством подпитки от посторонних источников постоянного или низкочастотного переменного тока, что позволяет надежно исключить возможность движения поезда при отключении приборов безопасности, а также при перекрытом разобщительном кране ЭПК 8 от тормозной магистрали к ЭПК 8
Дополнительным размыкающим элементом цепи 9 управления тягой локомотива служит ключевой элемент 12.  Его выходная цепь 13 включена последовательно в цепь 9 управления тягой локомотива. Выходная цепь 13 ключевого элемента 12 замкнута при наличии выходного частотного сигнала резонансного усилителя 3 мощности и разомкнута, когда этот сигнал пропадает.  Цепь 13 коммутирует внутренний ключ (на чертеже не показан) ключевого элемента 12. Этот ключ может быть выполнен бесконтактным, например, на основе транзистора или контактным, например, на основе электромагнитного реле.
Для исключения несанкционированного обхода  выходной цепи 13 место установки  ключевого элемента 12 конструктивно защищено от несанкционированного доступа к монтажу, а входная цепь  управления ключевым элементом 12 частотным сигналом через высокочастотный трансформатор 11 и вторую проводную линию 10 связи подключена к выходу резонансного усилителя 3 мощности. Высокочастотный трансформатор 11 предотвращает возможность управления ключевым элементом 12 от посторонних источников управляющих сигналов.
Вторая проводная линия 10 связи  проложена на локомотиве с возможностью защиты ее монтажных соединений от несанкционированного доступа. Она выполнена в виде коаксиальной кабельной линии или в виде линии с перевитой экранированной парой проводов, чтобы проходящий по ней сигнал с частотой 20 КГц не создавал электромагнитные помехи, мешающие работе радиоэлектронной аппаратуры на локомотиве.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает невозможность включения тяги при выключенных устройствах АЛСН с автостопом и тем самым повышает защищенность от опасных отказов, обусловленных несанкционированными переделками монтажных соединений.