УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИЕЙ
DEVICE TO CONTROL CROSSING ALARM

Устройство относится к средствам безопасности движения в местах пересечения железнодорожного, автомобильного и т.п. движения, а именно к сигнальным устройствам, предупреждающим дорожный транспорт, что приближается рельсовый транспорт.
Известно устройство управления переездной сигнализацией, которое содержит рельсовую цепь участка приближения, имеющую питающий и релейный концы, переездные светофоры, схему управления переездными светофорами и устройства электроснабжения, обеспечивающие электропитанием аппаратуру питающего и релейного концов рельсовой цепи и источник переменного тока, питающего конца, один из выходов которого подключен к одному из рельсов рельсовой цепи (Казаков А.А. и др. Системы интервального регулирования движением поездов. - М.: Транспорт, 1986. - С.172, рис.8. 7).
Недостатками этого устройства является необходимость наличия специального устройства электроснабжения на релейном конце рельсовой цепи и проводной или кабельной линии связи от аппаратуры релейного конца рельсовой цепи до питающего конца рельсовой цепи. Это повышает стоимость устройств управления переездной сигнализацией и обусловливает увеличенные эксплуатационные расходы.
Известно также устройство переездной сигнализации, где в аппаратуру питающего конца рельсовой цепи участка приближения введены датчик тока, выпрямитель, пороговый усилитель и безопасный динамический элемент, а в аппаратуру релейного конца рельсовой цепи участка приближения введены источник электропитания, накопитель напряжения, генератор импульсов и ключ (Патент РФ №2455185). Это позволяет исключить необходимость проведения на релейный конец каких либо коммуникационных связей и подведения к аппаратуре релейного конца источников электроснабжения, снизить стоимость устройства управления переездной сигнализации и уменьшить эксплуатационные расходы. Недостатком данного устройства является недостаточная длина рельсовой цепи участка приближения и уменьшение надежности работы устройства с увеличением длины участка приближения. Данное устройство взято за прототип.
Целью изобретения является увеличение длины участка приближения (удаления) к переезду и повышение надежности работы.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве управления переездной сигнализации, которое содержит схему управления переездными светофорами, выход которой соединен с входами переездных светофоров, и рельсовую цепь участка приближения к переезду, имеющую рельсовые линии, ограниченные изоляционными стыками, аппаратуру питающего и релейного концов, где в состав аппаратуры питающего конца рельсовой цепи входит источник переменного тока и детектор скачков амплитуды (и/или фазы) входного тока РЦ, а в состав аппаратуры релейного конца входит источник электропитания, накопитель напряжения, генератор импульсов и ключ коммутации релейного конца, аппаратура релейного конца подключается к рельсам на некотором расстоянии от изоляционных стыков, которые ограждают участок приближения или удаления поезда к переезду.
На фиг.1 приведена схема устройства управления переездной сигнализацией. Аппаратура релейного конца РЦ подключена к рельсам на некотором расстоянии от изолирующих стыков, ограничивающих участок приближения. На фиг.2 приведена зависимость изменения скачков тока (амплитудной модуляции сигнального тока) от сопротивления балласта и физической длины РЦ при замыкании и размыкании релейного конца.
Устройство управления переездной сигнализацией на переезде 1 содержит рельсовые линии участка приближения 2 с указанным стрелкой направлением движения поездов и переездные светофоры 3 и 4, подключенные к выходу схемы управления 5 этими светофорами. На питающем конце рельсовой цепи содержится источник переменного тока 6, первый выход которого соединен с одним из рельсов рельсовой линии 2, а второй выход через первичную цепь датчика тока 7 подключен к другому рельсу рельсовой линии 2. Вторичная цепь датчика тока 7 соединена с входом выпрямителя (детектора) 8, выход которого подключен к входу порогового усилителя 9, выходом соединенного с входом безопасного динамического элемента 10. Выход элемента 10 подключен к управляющему входу схемы управления переездными светофорами 5. Первый и второй рельсы релейного конца рельсовой линии 2 соединены с входами источника электропитания 11 и с силовыми электродами ключа 12, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов 13. Выходы источника электропитания 11 соединены с входами накопителя напряжения 14, выходы которого через стабилизатор напряжения 15 подключены к питающим входам генератора импульсов 13.
Переездная сигнализация работает следующим образом. В рельсы питающего конца рельсовой линии 2 от источника переменного тока 6 поступает электрический сигнал переменного тока. При отсутствии поезда на участке приближения сигнальный ток передается по рельсам на релейный конец рельсовой цепи и поступает на вход источника электропитания 11, который осуществляет преобразование входного переменного напряжения в выходное постоянное, передаваемое на вход накопителя напряжения 14. Накопитель напряжения 14 через стабилизатор напряжения 15 обеспечивает электропитанием генератор импульсов 13, который вырабатывает импульсы напряжения, управляющие процессами включения и выключения ключа 12. Вследствие этого при свободном участке приближения происходит периодическое шунтирование релейного конца рельсовой цепи ключом 12, который обладает малым сопротивлением во включенном состоянии.
Электропитание аппаратуры релейного конца рельсовой цепи осуществляется за счет энергии, поступающей от источника переменного напряжения 6. Современные средства микроэлектроники позволяют реализовать схему генератора импульсов 13 с потребляемой мощностью не более 5-15 мВт. Если в качестве ключа 12 применить МОП транзистор, то мощность для управления этим ключом пренебрежимо мала. Мощность, поступающая в аппаратуру релейного конца известных импульсных и фазовых рельсовых цепей от ее питающего конца, то есть от источника переменного напряжения 6, лежит в переделах нескольких сотен милливатт. Поэтому для функционирования рассматриваемой аппаратуры релейного конца вполне достаточно этой мощности. Обеспечение электропитанием генератора импульсов 13 в моменты времени замкнутого состояния ключа 12 осуществляется накопителем напряжения 14, который по сущности работы является пиковым детектором.
Коммутация релейного конца обусловливает импульсные изменения тока, потребляемого рельсовой цепью от источника переменного тока 6. Эти изменения через датчик тока 7 поступают на вход выпрямителя (детектора) 8 и после выпрямления попадают на вход порогового усилителя 9, который по практической реализации аналогичен известному триггеру Шмидта.
Импульсы порогового усилителя 9 поступают на вход безопасного динамического элемента 10, который реализуется на известных схемотехнических решениях (Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики. Методы и принципы обеспечения безопасности микроэлектронных СЖАТ: РТМ 32 ЦШ 1115842.01-94. - С.Пб.: ПГУПС. - С.86, рис.7. 6). Выходной сигнал элемента 10, соответствующий требованиям безопасности, передается на управляющий вход схемы управления переездными светофорами 5, которая включает разрешающие показания переездных светофоров 3 и 4. Движение дорожного транспорта через переезд 1 открыто.
Таким образом, при свободном состоянии рельсовой линии 2 участка приближения на выходе порогового усилителя 9 будут присутствовать импульсы напряжения, что обусловит импульсную работу безопасного элемента 10 и появление соответствующего разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5.
При вступлении поезда на участок приближения рельсовые линии 2 шунтируются колесными парами подвижного состава, что определит отсутствие импульсного потребления тока от источника переменного напряжения б. Это прекратит функционирование безопасного элемента 10 и приведет к отключению разрешающего сигнала на входе схемы управления переездной сигнализацией 5. На светофорах 3 и 4 появляются запрещающие показания. Движение дорожного транспорта по переезду 1 прекращается.
Из диаграммы (фиг.2) следует, что при увеличении физической длины рельсовой цепи скачки тока уменьшаются. При длине рельсовой цепи ≈ 1,3 км и уменьшении сопротивления балласта до 0,5 Ом·км скачки тока становятся равными нулю, а РЦ неработоспособной. Это ограничивает практическую длину реализации РЦ и участка приближения, как в прототипе, на уровне не более 1,1 км.
В предлагаемом устройстве аппаратуру релейного конца подключают к рельсам от питающего конца на расстоянии, при котором обеспечиваются скачки сигнального тока не менее некоторой гарантируемой величины, что существенно улучшает условия работы аппаратуры как релейного, так и питающего конца и повышает надежность ее работы. Изоляционные стыки участка приближения устанавливают на некотором расстоянии от аппаратуры релейного конца РЦ в зоне не более длины зоны дополнительного шунтирования.
Светофоры 3 и 4 показаны как условные разрешающие или запрещающие элементы. В общем виде вместо них или совместно с ними могут применяться шлагбаумы различного типа или известные устройства заграждения переезда (УЗП).
Таким образом, в предлагаемом техническом решении увеличена длина участка приближения, улучшены условия работы аппаратуры РЦ, что повышает надежность ее работы, и реализуются условия безопасности, которым должны удовлетворять устройства функционирования переезда.