СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
TRAIN CONTROL METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для регулирования движения поездов с использованием рельсовых цепей и радиосвязи.
Уровень техники
Известен способ регулирования движения поездов с использованием тональных рельсовых цепей с централизованным размещением оборудования [Типовые материалы для проектирования 410306-ТМП, Автоблокировка с тональными рельсовыми цепями и централизованным размещением оборудования, АБТЦ-03. ОАО «РЖД», Филиал института по проектированию сигнализации, централизации, связи и радио на железнодорожном транспорте «ГИПРОТРАНССИГНАЛСВЯЗЬ», 2004 г.]. Информацию о состоянии путевых участков формируют с помощью рельсовых цепей и по линейным проводам передают на прилегающие к перегону станции. На подвижной состав информацию о состоянии впереди лежащих путевых участках передают с помощью напольных светофоров и системы АЛС.
Недостатками способа являет: использование напольных и локомотивных светофоров, большое количество жил кабеля на перегоне, невысокая точность определения координаты хвоста впереди идущего поезда, стандартные требования для каждого из блок-участков по их длине с целью обеспечения снижения скорости или полной остановки поезда, использование нескольких несущих и модулирующих частот, путевых устройств, возложение на машиниста обязанности по определению оптимальной и допустимой скорости движения, основанном на опыте ведения поезда с учетом плана и профиля пути, параметров поезда и недостатков системы пневматических тормозов.
Известен способ регулирования движения поездов с помощью радиосигналов, которыми передают информацию о состоянии впереди лежащих участках пути, отличающийся тем, что на локомотивах устанавливаются ЭВМ и по две радиостанции, а на станциях - ЭВМ и по одной радиостанции, которые обеспечивают радиосвязь с впереди лежащей и позади лежащей станциями, с помощью локомотивных и станционных радиостанций, при вступлении локомотива на перегон локомотивная ЭВМ получает системный номер с поста ЭЦ впереди лежащей станции и сохраняет его при следовании по перегону, следующей станции и следующему перегону, кроме того, локомотивная ЭВМ получает информацию о состоянии блок-участков, которые входят в зону контроля станции, т.е. о блок-участках половины перегона прилегающего к станции, а также о номере пути приема и отправления, прогнозном времени приема и отправления поезда, на основании полученной информации и информации хранящейся в памяти локомотивной ЭВМ о путевом развитии всего участка следования локомотива, плане и профиле пути локомотивная ЭВМ определяет количество свободных блок-участков перед поездом, конфигурацию маршрута с марками стрелочных крестовин, скорость движения поезда по перегонам и станциям, передает информацию о скорости на устройство управления движением поезда, которое регулирует позиции локомотивного контроллера и крана машиниста, поддерживает оптимальную скорость, с локомотива на пост ЭЦ впереди лежащей и позади лежащей станций передают информацию о координате местонахождение локомотива для отслеживания его движения.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение безопасности движения поездов, надежности действия устройств автоматики и телемеханики, снижение затрат на строительство и эксплуатацию станционных и перегонных устройств, повышение пропускной способности.
Способ регулирования движения поездов с использованием устройств радиосвязи, с помощью которых передают с поста электрической централизации ЭЦ на локомотив Л информацию о состоянии перегонных рельсовых цепей РЦ, расположенных в зоне контроля ЗК, т.е. между станцией и серединой перегона, номерах установленных маршрутах УМ и прогнозное время приема/отправления поезда, локомотивной ЭВМ ЭВМЛ, которая на основании полученной информации и информации хранящейся в память о путевом развитии (станций и перегонов), плане и профиле пути всего участка следования Л, а также с учетом местонахождения Л, которое определяет приемник ГЛОНАСС ПГЛ, рассчитывает протяженность свободного участка пути перед поездом, определяет конфигурацию маршрута (с учетом марок стрелочных крестовин), оптимальную скорость движения поезда в любой точке пути (рассчитывает кривую скорости) и передает информацию о скорости на устройство регулирования скорость поезда УРСП, которое управляет локомотивным контроллером и краном машиниста, поддерживает оптимальную скорость в зоне контроля ЗК (между средними точками перегонов прилегающих к станции), отличающийся тем, что
контроль состояний перегонных рельсовых линий РЛ осуществляют тональными рельсовыми цепями ТРЦ с помощью двухпроводной линии для питания ТРЦ ЛП и пошаговой работы линейных распределителей ЛРС, и двухпроводной линии контроля ЛК для передачи информации о состоянии РЦ на посты ЭЦ прилегающих станций;
линии ЛП и ЛК укладывают от середины перегона до станции, к ЛП на посту ЭЦ подсоединяют тональный путевой генератор ПГ, а к ЛК - тональный путевой приемник ПП; под воздействием станционной ЭВМ ЭВМС ПГ посылает в ЛП серию импульсов (16 импульсов) между которыми следует интервал, выполняющий функции сигнала цикловой синхронизации ЦС, импульсы разделены границами, где фаза сигнала изменяется на противоположную;
на границах РЦ устанавливают путевые коробки ПК с аппаратурой питающего конца ПКг (генераторный) или приемного конца ПКп, ПКп и ПКг размещают в шахматном порядке;
выходы линейных распределителей ЛРС, размещенных в ПК, подсоединяют к электронному ключу ЭК так, чтобы осуществлять циклический контроль состояний РЦ;
по ЛК циклически передают информацию на ПП о состоянии РЦ, при этом к ПП посредством путевых трансформаторов ПТ и ЛК подсоединяют приемный конец РЦ, амплитуда сигнала указывает на состояние РЛ (занятии/свободна, исправна/неисправна);
на Л передают информацию о состоянии РЦ находящихся в зоне ЗК и дополнительно о РЦ на участке, длина которого соответствует интервалу попутного следования и который примыкает к середине перегона, что является зоной управления ЗУ, это позволяет уверенно регулировать скорость движения поездов пересекающих середину перегона;
передачу информации с поста ЭЦ на Л осуществляют с помощью приказа телеуправления ТУ с участием радиопередатчика поста ЭЦ РПЭ, прием информации на Л с поста ЭЦ - с помощью локомотивного радиоприемника РПЛ, на все Л, находящиеся в ЗУ, передают одинаковую информацию: о свободных РЦ на перегоне и установленных маршрутах на станции (маршрутах приема и отправления), выбор полезной части информации на Л осуществляют с помощью ПГЛ;
переключение РПЛ с приема радиосигнала с поста ЭЦ станции отправления на прием сигнала с поста ЭЦ станции приема осуществляют в середине перегона, которую фиксирует ПГЛ.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен план участка, зоны контроля и управления; на фиг. 2 - схема расположения напольных устройств; на фиг. 3 - схема соединения устройств поста ЭЦ и схема соединения приборов путевой коробки; на фиг. 4 - временная диаграмма приказов телеуправления и телесигнализации.
Описание изобретения
На фиг. 1, 2, 3 и 4, а также в тексте приведены следующие цифровые, буквенные и буквенно-цифровые обозначения:
ГЗК - граница зоны контроля;
ГЛОНАСС - глобальная навигационная система слежения;
ДЦ - диспетчерская централизация;
ЗК - зона контроля - область расположения объектов, которые контролируют на посту электрической централизации, и область в которой на локомотиве принимают информацию с поста электрической централизации;
ЗУ - зона управления - область расположения объектов, о которых на локомотиве принимают информацию;
Л - локомотив;
ЛД - линия диспетчерской централизации;
ЛК - линии контроля;
ЛП - линия питания;
ПГ - путевой генератор;
ПГЛ - приемник глобальной навигационной системы слежения;
ПК - путевая коробка;
ПКг - путевая коробка генераторного (питающего) конца;
ПКп - путевая коробка приемного конца;
ПП - путевой приемник;
РЛ - рельсовая линия;
РЛС - линейный распределитель;
РПЛ - локомотивный радиоприемник;
РПЭ - радиопередатчик поста электрической централизации;
РЦ - рельсовая цепь;
ТРЦ - тональная рельсовая цепь;
ТС - приказ телесигнализации;
ТУ - приказ телеуправления;
УМ - установленный маршрут;
УРСП - устройство регулирования скорости поезда;
ЦС - сигнала цикловой синхронизации;
ЭВМ - электронная вычислительная машина;
ЭВМЛ - локомотивная электронная вычислительная машина;
ЭВМС - станционная электронная вычислительная машина;
ЭК - электронный ключ;
ЭЦ - электрическая централизация;
ЭЦА - пост электрической централизации станции А;
ЭЦБ - пост электрической централизации станции Б;
ЭЦС - пост электрической централизации станции С;
1, 2, 3 - станции А, Б, В;
4 - зона управления ЗУ;
5 - зона контроля ЗК;
6 - пост диспетчерской централизации ДЦ;
7, 8, 9 - посты электрической централизации станции станций А, Б, В;
10 - линия связи диспетчерской централизации;
11 - линия питания ЛП;
12 - линия контроля ЛК;
13 - путевая коробка ПК;
14 - станционная электронная вычислительная машина ЭВМС;
15 - путевой приемник ПП;
16 - путевой генератор ПГ;
17 - шина между ПП и ЭВМС;
18 - шина между ЭВМС и ПГ;
19, 20 - дужки Д1, Д2;
21 - выпрямитель В;
22, 23 - полюса питания П и М;
24 - аккумулятор Акк;
25 - электронный ключ ЭК;
26 - провод U;
27 - фиксатор смены фаз ФСФ, который фиксирует изменение фазы сигнала;
28 - фиксатор сигнала цикловой синхронизации ФЦС, который фиксирует появление интервала в приказе ТУ;
29 - счетчик СТ;
30, 31 - дужки Д3, Д4;
32 - логический элемент ИЛИ;
33, 34 - провода между ЭК и рельсами P1, Р2;
35 - провод СФ между фиксатором ФСФ и счетчиком СТ;
36 - провод ЦСП между фиксатором ФЦС и счетчиком СТ;
37 - выходы счетчика СТ;
38 - входы логического элемента ИЛИ;
39 - путевой трансформатор ПТ;
40, 41 - провода между ПТ и рельсами;
42, 43 - рельсы Р1, Р2.
На фиг. 1 изображен план участка, зоны контроля и управления, где представлены схематические планы станций А 1, Б 2 и В 3, зоны управления ЗУ 4 и зоны контроля ЗК 5 этих станций, границы зон контроля ГЗК. В ЗК 5 входят участки путевого развития станции и прилегающих половин перегонов. На посту электрической централизации ЭЦ осуществляют контроль состояний путевых участков (свободный/занятый, исправный/ поврежденный) и установленных маршрутов (приема/отправления). В зону управления ЗУ 4 входит ЗК 5 и дополнительно - участок, прилегающий к границе зоны контроля ГЗК, длина которого соответствует интервалу попутного следования. В ЗК 5 на локомотивные радиоприемники с радиопередатчиков постов ЭЦ передают информацию о состоянии путевых участков в ЗУ 4, номерах установленных на станции маршрутах УМ, времени приема и отправления поездов. При пересечение локомотивом Л ГЗК по сигналу с приемника ГЛОНАСС ПГЛ локомотивный радиоприемник прекращают прием сигнала с радиопередатчика станции отправления и начинает прием сигнала с радиопередатчика станции приема. На все Л находящиеся в ЗК передают единый радиосигнал о состоянии перегонных РЦ и УМ. По информации с ПГЛ о местонахождении Л локомотивная ЭВМ ЭВМЛ выбирает полезную информацию для осуществления ведения поезда.
На фиг. 2 представлена схема расположения напольных устройств, где изображены: пост диспетчерской централизации ДЦ 6, посты ЭЦ станций А ЭЦА 7, станции Б ЭЦБ 8, станции В ЭЦВ 9, путевые коробки ПК 13, линии ДЦ ЛД 10, линии питания РЦ ЛП 11, линии контроля РЦ ЛК 12. На пост ДЦ с постов ЭЦ передают информацию о поездной обстановке, с поста ДЦ на посты ЭЦ - о времени приема и отправления поездов.
На фиг. 3 приведена схема соединения устройств поста ЭЦ и приборов путевой коробки ПК. На посту ЭЦА 7 представлена ЭВМС 14, путевой приемник ПП 15, путевой генератор ПГ 16, которые соединены шинами 17 и 18. В путевой коробке ПК 13 показаны дужки Д1 19, Д2 20, выпрямитель В 21, полюса источника питания П 22 и М 23, аккумулятор Акк 24, электронный ключ ЭК 25, фиксатор сдвига фазы ФСФ 27, фиксатор сигнала цикловой сигнализации ФСЦ 28, счетчик СТ 29, дужки Д3 30 и Д4 31, логический элемент ИЛИ 32, которые соединены линиями питания ЛП1 и ЛП2 11, линиями контроля ЛК1 и ЛК2 12, проводами 26, 35 СФ, 36 ЦС. Кроме того, показаны выходы СТ 37 и входы элемента ИЛИ 38. Также показан путевой трансформатор ПТ 39, входы которого соединены с выходами ЭК 25 проводами 33 и 34, а выходы - с рельсами Р1 42 и Р2 43 проводами 40 и 41.
На фиг. 3 на фиг. 3 представлены устройства и приборы, которые предназначены для контроля состояний РЦ на перегоне между станцией и серединой перегона в циклическом режиме. Каждая путевая коробка ПК 13 с приборами, настроенными с помощью дужек Д1 19 и Д2 20 на режим работы питающего (генераторного конца ПКг) конца или приемного (ПКп) конца, участвует в поочередном (циклическом) контроле всех РЦ. в каждый момент времени к линиям ЛП1, ЛП2 12 и линиям ЛК1, ЛК2 11 подсоединена одна РЦ (рельсы Р1 42 и Р2 43).
С поста ЭЦА 7 (ЭЦБ 8, ЭЦВ 9, …) (фиг. 2) на ПК 13 посылают приказы телеуправления ТУ, с помощью которых управляют работой счетчика СТ 29 (фиг. 3). Управление СТ 29 осуществляют с участием провода ЦСП 36 (производят сброс счетчика) и провода СФ 35 (осуществляют переключение счетчика в следующую позицию). Временная диаграмма приказ ТУ изображена в верхней части фиг. 4. Обозначения СФ1, СФ2, СФ3, … указывают на смену фазы - границы импульсов, обозначения ТУ1, ТУ2, ТУ3, … - номера импульсов приказа ТУ, обозначение ЦС - сигнал цикловой сигнализации. Импульс ТУ0 нужен только для осуществления смены фазы СФ1.
Временная диаграмма приказа телесигнализации ТС изображена в нижней части фиг. 4. Обозначения TC1, ТС2, ТС3, … указывают номера импульсов приказа ТС. Приказ ТС передается (в ответ на ТУ) с участием импульсов приказа ТУ. ЛП1 и ЛП2 12 (фиг. 3) подсоединяют к Р1 42 и Р2 43 через путевой трансформатор ПТ 39 и провода 40 и 41, с другого конца РЦ подсоединяют ЛК1 и ЛК2 11 также через путевой трансформатор ПТ. На пост ЭЦА 7 передают амплитудно-модулированный сигнал (фиг. 4). Импульсы ТС1 и ТС2 имеют большую амплитуду (выше порогового значения), первая и вторая РЛ свободны; импульсы ТС3 и ТС4 - малую амплитуду (ниже порогового значения), третья и четвертая РЛ заняты.
Путевой генератор ПГ 16 (фиг. 3) под управлением ЭВМС 14 (шина 18) формирует приказ ТУ (фиг. 4), который по ЛП1 и ЛП2 12 (фиг. 3) передают на ПК 13 зоны контроля ЗК 5 (фиг. 1). Линии ЛК1 и ЛК2 11 (фиг. 3) используют для питания аккумулятора Акк 24 с помощью выпрямителя В 21. Кроме того, к этой линии подсоединен фиксатор смены фаз ФСФ 27 и фиксатор сигнала ЦС 28, выходы которых по проводам 35 и 36 подсоединяют к входам Т и R счетчика СТ 29, которые управляют его работой. К выходам счетчика СТ 29 37 посредством перемычек Д3 30 и Д4 31 подсоединяют входы 38 логического элемента ИЛИ 31, выход которого проводом U 26 подсоединяют к одному входу (клемма 5) электронного ключа ЭК 25, второй вход которого (клеммы 1 и 2) соединяют с клеммами дужек Д1 19 и Д2 20, а выход (клеммы 3 и 4) проводами 33 и 34 - к входу (клеммы 1 и 2) путевого трансформатора ПТ 39, выход которого (клеммы 3 и 4) по проводам 40 и 41 подсоединены к рельсам Р1 42 и Р2 43. Дужки Д3 30 и Д4 31 соединяют выходы 37 СТ 29 с входам 38 ИЛИ 32 так, чтобы обеспечит циклический поочередный контроль всех РЦ ЗК 5.
Прием сигнала ТС осуществляют путевым приемником ПП15 и по шине 17 передают информацию на ЭВМС 14 о состоянии РЦ перегона. Приемник сигнал отфильтровывает, выпрямляет и преобразует аналоговый сигнал в цифровой. ЭВМС 14 по заданному алгоритму анализирует сигнал и определяет состояние РЦ.
Длительность цикла опроса (контроля) РЦ, как и передача приказа ТУ (они передаются одновременно по разным парам проводов 11 и 12), может осуществляться в течении 3-5 с, при длине перегона 10-25 км и длине РЦ 500-1000 м. Для передачи приказов ТУ, ТС и питания РЦ используется одна тональная частота.
Защита от опасных отказов при искажении информации в линейных цепях ЛК, ЛП и РЦ осуществляется методом сравнения сигналов, который используется в относительных ОРЦ и соотносительных рельсовых цепях СРЦ [Полевой Ю.И. Методы и устройства контроля местонахождения объекта в системе управления подвижным составом: дис.…докт. техн. наук / Ю.И. Полевой. - Самара: СамГУПС, 2013. - 454 с.]. В ОРЦ сравниваются сигналы приемных концов РЛ полученные в разные моменты времени, в СРЦ - сигналы разных РЦ.
Станционные РЦ и элементы микропроцессорной централизации МПЦ на фиг. 3 не представлены, они не являются предметом данного технического решения.