СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАНЕВРОВЫМ ЛОКОМОТИВОМ

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики и может быть использовано в системах управления маневровым локомотивом.
Известна система для управления маневровым локомотивом, в которой используется цифровое кодирование информации в системе радиосвязи локомотивных устройств со стационарными, а для определения мест размещения подвижных единиц используются, как рельсовые цепи, так и локальные (точечные каналы) и система спутниковой навигации (А.В.Кочнев «Маневровая автоматическая локомотивная сигнализация», журнал "Автоматика, связь, информатика", №4, 2000, с.43-47).
Недостаток известной системы для управления маневровым локомотивом заключается в отсутствие технических средств прицельного торможения состава, что снижает безопасность проведения маневров.
В качестве прототипа принято устройство автоматического управления маневровым локомотивом, содержащее установленные на пути блоки кодирования, выходы которых подключены к соответствующим рельсовым цепям, а входы блоков кодирования соединены с выходом блока электрической централизации, и установленные на локомотиве блок автоматической локомотивной сигнализации, входом подключенный к локомотивным катушкам, а выходом к блоку индикации, датчик пути и скорости, соединенный через скоростемер с блоком индикации и первым входом блока сравнения, выход которого подключен к блоку управления тормозами и тягой, контроллер управления тяговыми двигателями, блок спутниковой навигационной системы и электронной картой, блок вычисления программной скорости, блок измерения ускорения, блок определения остановки, блок определения положения вагонов, блок определения длины вагонов, блок памяти, при этом выход датчика пути и скорости соединен с блоком определения остановки, выход которого соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого подключен к выходу блока измерения ускорения, вход которого соединен с выходом скоростемера, третий вход блока памяти и первый вход блока определения длины вагонов соединены с контроллером управления тяговыми двигателями, который подключен к блоку спутниковой навигационной системы и электронной карты и первому входу блока определения положения вагонов, второй и третий входы которого соединены с соответствующими концевыми выключателями, расположенными с каждой стороны локомотива в области автосцепки, выход блока определения положения вагонов соединен со вторым входом блока определения длины вагонов, выход которого соединен с первым входом блока вычисления программной скорости, второй вход которого и третий вход блока определения длины вагонов соединены с выходом блока памяти, третий и четвертый входы блока вычисления программной скорости соединены соответственно с выходом блока автоматической локомотивной сигнализации и выходом приемника спутниковой навигационной системы и электронной карты, выход блока вычисления программной скорости подключен ко второму входу блока сравнения и входу блока индикации (RU 2284275, B61L 3/20, 27.09.2006).
Недостатки известной системы для управления маневровым локомотивом заключаются в том, что ее использование обуславливают избыточный пробег маневровых локомотивов в процессе формирования составов из-за необходимости заездов за маневровые светофоры, пониженную скорость осуществления маневров, связанную с не точным знанием координат и длины вагонов, а также сложность аппаратуры электрической централизации, из-за наличия маневровых светофоров.
Технический результат изобретения заключается в сокращении избыточного пробега и повышении производительности маневровых локомотивов в процессе формирования составов, а также в создании возможности упрощения аппаратуры ЭЦ за счет сокращения требуемого числа светофоров.
Технический результат достигается тем, что в системе для управления маневровым локомотивом, содержащей светофоры и рельсовые цепи, соединенные с блоком кодирования, вход которого подключен к выходу блока электрической централизации и установленные на локомотиве блок автоматической локомотивной сигнализации, вход которого соединен с приемными катушками, а выход - подключен к первым входам блока индикации и блока вычисления программной скорости, датчик пути и скорости соединенный через скоростимер со вторым входом блока индикации, с входом блока измерения ускорения и с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока вычисления программной скорости и с третьим входом блока индикации, выход блока сравнения подключен к блоку управления тормозами и тягой, контроллер управления тяговыми двигателями, соединенный первым выходом с блоком спутниковой навигационной системы и электронной карты, выход которого подключен ко второму входу блока вычисления программной скорости, второй выход контроллера управления тяговыми двигателями соединен с первым входом блока определения положения вагонов, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым концевыми выключателями автосцепок локомотива, выход блока определения положения вагонов соединен с третьим входом блока вычисления программной скорости, четвертый вход которого соединен с выходом блока памяти, первый вход которого соединен с выходом блока измерения ускорения, а второй вход соединен с выходом блока определения остановки, вход которого подключен к выходу датчика пути и скорости, согласно изобретению блок автоматической локомотивной сигнализации, блок электрической централизации и переносное устройство составителя поезда снабжены приемопередающими устройствами, связанными между собой цифровым радиоканалом связи, при этом блок электрической централизации соединен с ЭВМ автоматизированного рабочего места маневрового диспетчера, в блоке памяти которой записаны данные об отцепленных вагонах, находящихся в пределах станции.
На чертеже приведена схема системы для управления маневровым локомотивом.
Система для управления маневровым локомотивом содержит светофоры 1 и 2 и рельсовые цепи 3, 4 и 5, соединенные с блоком 6 кодирования, вход которого подключен к выходу блока 7 электрической централизации и установленные на локомотиве блок 8 автоматической локомотивной сигнализации, вход которого соединен с приемными катушками 9, а выход - подключен к первым входам блока 10 индикации и блока 11 вычисления программной скорости, датчик 12 пути и скорости соединенный через скоростимер 13 со вторым входом блока 10 индикации, с входом блока 14 измерения ускорения и с первым входом блока 15 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 11 вычисления программной скорости и с третьим входом блока 10 индикации, выход блока 15 сравнения подключен к блоку 16 управления тормозами и тягой, контроллер 17 управления тяговыми двигателями, соединенный первым выходом с блоком 18 спутниковой навигационной системы и электронной карты, выход которого подключен ко второму входу блока 11 вычисления программной скорости, второй выход контроллера 17 управления тяговыми двигателями соединен с первым входом блока 19 определения положения вагонов, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым 20 и вторым 21 концевыми выключателями автосцепок локомотива, выход блока 19 определения положения вагонов соединен с третьим входом блока 11 вычисления программной скорости, четвертый вход которого соединен с выходом блока 22 памяти, первый вход которого соединен с выходом блока 14 измерения ускорения, а второй вход соединен с выходом блока 23 определения остановки, вход которого подключен к выходу датчика 12 пути и скорости, блок 8 автоматической локомотивной сигнализации, блок 7 электрической централизации и переносное устройство 24 составителя поезда снабжены приемопередающими устройствами 25, 26 и 27, связанными между собой цифровым радиоканалом связи, блок 7 электрической централизации соединен с ЭВМ 28 автоматизированного рабочего места маневрового диспетчера, в блоке 29 памяти которой записаны данные об отцепленных вагонах, находящихся в пределах станции.
Система для управления маневровым локомотивом функционирует следующим образом.
Для маневрового передвижения с участка, оборудованного рельсовой цепью 3 перед (маневровым) светофором 1, на рельсовую цепь 5 перед светофором 2, дежурный по станции открывает светофор 1 и блок 6 кодирования передает в рельсовые цепи по маршруту соответствующие коды. Перед светофором 1 передается код, разрешающий движение (Ж, если используется аппаратура числового кода) (и маневровые светофоры используются при задании маршрутов), а перед светофором 2 передается код КЖ в рельсовые цепи 4 и 5 (в стрелочную секцию и на пути), с двух сторон, учитывая возможность нахождения вагонов спереди или сзади локомотива.
Эти коды принимаются на локомотиве через приемные катушки 9 на блок 8 автоматической локомотивной сигнализации, с выхода которого информация передается на блок 10 индикации и передается на блок 11 вычисления программной скорости. Расчет программной скорости производится непрерывно для любой точки движения локомотива по маршруту, в зависимости от тормозных характеристик локомотива, его координаты, расстояния до закрытого светофора или препятствия требующего снижения скорости, или полной остановки, а также в зависимости от длины прицепленных вагонов, если локомотив их толкает. Тормозные характеристики локомотива зависят от количества (массы вагонов) и, также как в прототипе, определяются по максимальному ускорению, которое имеет локомотив при разгоне на определенной позиции контроллера 17 управления тяговыми двигателями. Такой принцип основан на том, что при маневрах тормозная магистраль отключена. Поэтому торможение и разгон производит при маневрах только локомотив и максимальное ускорение разгона, по условиям обеспечения сцепления колесных пар с рельсами без буксования, пропорционально максимально допустимому ускорению торможения без юза. Чем большее ускорение имеет локомотив, тем меньше масса вагонов и меньше будет длина тормозного пути.
Определение максимального ускорения на определенной позиции контроллера 17 осуществляет блок 14 измерения ускорения, в который непрерывно подается значение фактической скорости из скоростимера 13, связанного с датчиком 12 пути и скорости. Измерение ускорения производится при каждом трогании локомотива с места, так как при остановке всегда может измениться число прицепленных к локомотиву вагонов. При остановке локомотива блок 23 определения остановки, связанный с датчиком 12 пути и скорости обнуляет информацию об ускорении в блоке 22 памяти. Длина вагонов учитывается при прицельном торможении, в случае их расположения перед локомотивом.
Определение длины вагонов осуществляется на основе информации от составителя поезда, который с помощью переносного устройства 24 определяет по встроенному в него GPS (см, например, WO 2005061297) координаты границ каждой группы вагонов и номера самих вагонов, которые должны быть перемещены маневровым локомотивом в процессе формирования состава, и с помощью приемопередающего устройства 27 передает эти данные по радиоканалу цифровой связи на приемопередающее устройство 26 блока 7 электрической централизации. Далее эти данные поступают в ЭВМ 28 автоматизированного рабочего места маневрового диспетчера и сравниваются с данными, хранящимися в блоке 29 памяти и использует их для формирования заданий для проведения маневров. Если данные переданные составителем поезда противоречат данным о расположении отцепленных вагонов, хранящимся в блоке 29 памяти и переданные в процессе ранеее выполненных маневров, то для безопасности за исходные принимаются данные соответствующие максимальной длине вагонов и минимальному до них расстоянию. Задание, передаваемое на локомотив по радиоканалу цифровой связи и поступающее на приемопередающее устройство 25, содержит координаты границ и длину каждой группы вагонов, а также координаты начала и конца маршрутов перемещения маневрового локомотива, с учетом возможности завершения полурейсов сразу после освобождения остряков стрелки в горловине станции, и прицельного торможения локомотива в конце полурейсов. Это существенно ускоряет маневровую работу. При этом отпадает необходимость в использовании некоторых маневровых светофоров (например, светофора 1), для задания маршрутов передвижения, что позволяет исключить эти светофоры из аппаратуры ЭЦ и осуществлять маневровые перемещения только по показаниям блока 10 индикации.
Блок 11 вычисления программной скорости эффективно рассчитывает кривые прицельного торможения при подходе к упомянутым группам вагонов. Информация об уже прицепленных к локомотиву вагонах обрабатывается в блоке 11 вычисления программной скорости для вычисления их общей длины только в случае, если вагоны находятся впереди локомотива. Положение вагонов относительно локомотива, как и в прототипе, определяет блок 19 определения положения вагонов по состоянию концевых выключателей 20 или 21 автосцепок локомотива, расположенных по обе стороны локомотива и фиксирующих нахождение вагонов, и по положению рукоятки контроллера 17 управления тяговыми двигателями. Для определения координат локомотива на путях станции используется блок 18 спутниковой навигационной системы и электронной карты (GPS). По скоростимеру 13 определяется значение фактической скорости, которое пропорционально количеству импульсов от датчика 12. Это значение сравнивается блоком 15 сравнения с допустимым значением скорости, рассчитанным блоком 11 для осуществления прицельного торможения перед препятствием или экстренного торможения. При превышении фактической скорости над программной выходной сигнал блока 15 сравнения воздействует на блок 16 управления тормозами и тягой для осуществления служебного или экстренного торможения.
Предлагаемая система для управления маневровым локомотивом позволяет сократить избыточный пробег и повысить производительность маневровых локомотивов в процессе формирования составов, а также создает возможности упрощения аппаратуры ЭЦ за счет сокращения требуемого числа светофоров.