УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НА ЛОКОМОТИВ
DEVICE TO TRANSMIT DATA TO LOCOMOTIVE

Изобретение относится к путевым устройствам, взаимодействующим с локомотивом, у которых передача информации осуществляется с помощью электромагнитного излучения.
Известны устройства, осуществляющие передачу информации на локомотив при помощи рельсовых цепей, где в рельсовой цепи сигнальной точки протекает кодированный переменный ток, а на локомотиве установлены приемные катушки индуктивности, осуществляющие прием кодов (Котляренко Н.Ф., Шишляков А.В. и др. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983. - С.274, рис.12.18). Недостатками этих устройств являются большие эксплуатационные расходы, невысокая надежность работы из-за влияния низкого сопротивления балласта и значительная потребляемая мощность, требующаяся для передачи кодированных сигналов.
Лучшими характеристиками по надежности работы обладают устройства передачи информации, у которых вместо рельсовых цепей для передачи кодированных сигналов используются специальные шлейфы, укладываемые внутри рельсовой колеи (Котляренко Н.Ф., Шишляков А.В. и др. Путевая блокировка и авторегулировка. - М.: Транспорт, 1983. - С.169, рис.7.8). Недостатком этих устройств является высокая стоимость строительства шлейфов и большая материалоемкость.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является точечная система автоматической локомотивной сигнализации переменного тока, где сообщение на локомотив передается путевым датчиком сигнальной точки, содержащим колебательный контур, а возбуждение электрических колебаний в контуре путевого датчика осуществляется от контура локомотивного передатчика путем передачи сигнала переменного напряжения через взаимную индуктивность контуров посредством электромагнитного поля (Казаков А.А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы. - М.: Транспорт, 1975. - С.250, рис.115).
Недостатком подобных устройств является невысокая информативность и скорость передаваемых на локомотив данных, объем которой определяется лишь тремя состояниями контактов поляризованного реле сигнальной точки.
Целью изобретения является устранение этого недостатка, а именно увеличение информативности и скорости передаваемых данных.
Указанная цель достигается тем, что в локомотивную аппаратуру введен токовый резистор и локомотивный микроконтроллер, а в путевую аппаратуру введены шунтирующий ключ, шунтирующий резистор, блок электропитания и путевой микроконтроллер.
Сущность изобретения заключается в том, что в локомотивную аппаратуру введен токовый резистор и локомотивный микроконтроллер, а в путевую аппаратуру введены шунтирующий ключ, шунтирующий резистор, блок электропитания и путевой микроконтроллер, причем токовый резистор локомотивной аппаратуры подключен между вторым выводом локомотивной катушки индуктивности и другим выходом генератора переменного напряжения, а входы локомотивного микроконтроллера соединены с первым и вторым выводами токового резистора, причем параллельно резонансному конденсатору путевой аппаратуры подключены входы блока электропитания и цепь, состоящая из последовательного соединения шунтирующего резистора и выводов шунтирующего ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим выводом путевого микроконтроллера, а выходы блока электропитания подключены к питающим входам путевого микроконтроллера, причем управляющий вывод путевого микроконтроллера является входом информации, предназначенной для передачи на локомотивную аппаратуру.
На чертеже приведена схема устройства передачи информации на локомотив.
Направление движения локомотива 1 показано стрелкой. Локомотивная катушка индуктивности 2 первым выводом соединена с одним из выходов генератора переменного напряжения 3, а вторым выводом через токовый резистор 4 подключена к другому выходу генератора 3. Входы локомотивного микроконтроллера 5 соединены с первым и вторым выводами токового резистора 4. Локомотивная 2 и путевая 6 катушки индуктивности через взаимоиндуктивность 7 связаны между собой посредством электромагнитного поля. Параллельно путевой катушке индуктивности 6 включен резонансный конденсатор 8. Первый вывод путевой катушки индуктивности 6 соединен с первым выводом шунтирующего ключа 9 и с первым входом блока электропитания 10, второй вход которого подключен ко второму выводу путевой катушки индуктивности 6 и через шунтирующий резистор 11 соединен со вторым выводом шунтирующего ключа 9. Положительный и отрицательный выходы блока электропитания 10 подключены к питающим входам путевого микроконтроллера 12, выход которого соединен с управляющим входом шунтирующего ключа 9. Выход 14 локомотивного микроконтроллера 5 осуществляет передачу соответствующей информации для управления движением поезда. Путевая катушка индуктивности 6 расположена между рельсами 15 и 16 внутри рельсовой колеи, например, на шпальной решетке пути. На чертеже показан такой момент времени расположения локомотива 1, когда локомотивная катушка индуктивности 2 находится непосредственно над путевой катушкой индуктивности 6.
Устройство передачи информации на локомотив работает следующим образом.
При отсутствии локомотива над путевой катушкой индуктивности 6 переменное напряжение на резонансном конденсаторе 8 равно нулю, что обусловливает отсутствие постоянного напряжения на питающих входах путевого микроконтроллера 12, и он выключен.
На движущемся локомотиве на локомотивную катушку индуктивности 2 непрерывно поступает переменный ток от генератора переменного напряжения 3, что вызывает появление электромагнитного поля вокруг локомотивной катушки 2. Если в это время путевая катушка 6 под локомотивом отсутствует, то падение переменного напряжения на токовом резисторе 4 не изменяется, что выявляется локомотивным микроконтроллером 5 и на его выходе 14 информация отсутствует. При приближении локомотива 1 к путевой аппаратуре за счет взаимоиндуктивности катушек 7 в путевой катушке 6 наводится напряжение, величина которого определяется настройкой контура, образованного индуктивностью катушки 6 и емкостью резонансного конденсатора 8. Это напряжение поступает на входы блока электропитания 10 и на его выходах появляется постоянное напряжение, которое поступает на питающие входы путевого микроконтроллера 12, начинающего функционировать.
Записанная в памяти микроконтроллера 12 информация обусловливает импульсную работу шунтирующего ключа 9. Выключенное состояние шунтирующего ключа 9 не вызывает изменений резонансных характеристик системы, состоящей из индуктивности катушки 6 и резонансного конденсатора 8, индуктивности 2 и взаимоиндуктивности 7. При включении ключа 9 шунтирующий резистор 11 подключается к путевому контуру. Резонансные свойства системы, состоящей из конденсатора 8, катушки 6, взаимоиндуктивности 7 и катушки 2, изменяются. Это, в свою очередь, обусловливает изменение тока через резистор 4 в соответствии с импульсной работой шунтируюшего ключа, что фиксируется локомотивным микроконтроллером 5.
В качестве шунтирующего ключа 9 может быть использована, например, оптоэлектронная пара «светодиод - фототранзистор» или иное функционально аналогичное устройство.
Таким образом, при достаточно близком расстоянии между путевой 6 и локомотивной 2 катушками индуктивности за счет наличия взаимоиндуктивности 7, то есть существования индуктивной связи между ними, импульсная работа шунтирующего ключа 9 обусловливает передачу сигнала на локомотивную катушку индуктивности 2, изменение падения напряжения на резисторе 4 локомотивной аппаратуры, и, в результате, обеспечивается прием информации локомотивным микроконтроллером 5 от путевого микроконтроллера 12.
Информация, которая передается на локомотив, может содержать данные о координате установки путевой аппаратуры или может передаваться дополнительная информация, которая может поступать на вход 13 путевого микроконтроллера 12 от других систем. В частности, на локомотив таким образом могут передаваться данные о показании светофора, состоянии свободности впередилежащего переезда или другие данные.
Следовательно, в предлагаемом устройстве передачи информации на локомотив при выборе достаточно высокой частоты переменного напряжения генератора 3 обеспечивается высокая скорость и информативность передачи данных от путевой аппаратуры на локомотивную аппаратуру. Кроме того, для питания путевого микроконтроллера 12 используется энергия, создаваемая локомотивным генератором переменного напряжения 3, что расширяет функциональные возможности применения изобретения.