Устройство контроля рельсовых цепей тональной частоты
TRACK DEVICE OF TONAL FREQUENCY CIRCUITS MONITORING

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано для контроля рельсовых цепей в составе системы автоблокировки и системы аппаратуры рельсовых цепей.
Известна система контроля рельсовых цепей, содержащая между постами электрической централизации (ЭЦ) соседних станций n блок-участков с неограниченными рельсовыми цепями тональной частоты и проходными светофорами. Каждая из упомянутых рельсовых цепей блок-участков соединена соответственно с напольными устройствами сопряжения, общего с соседней рельсовой цепью передающего конца и своего приемного конца. Напольные устройства сопряжения приемных концов и передающих концов соединены с соответствующими приемниками и передатчиками кодовых сигналов тональной частоты. Системы также включают устройства систем АЛСН непрерывного типа (Кравцов Ю.А. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. М. Транспорт, 1996, с. 108, рис. 4.21).
Недостатком известной системы является сложность обслуживания, связанная с нахождением на пути большого количества сложной электронной аппаратуры, а также отсутствие кодовой защиты сигналов тональной частоты.
Наиболее близким техническим решением, которое принято в качестве прототипа, является устройство контроля рельсовых цепей, содержащее блок обработки информации, (БОИ) на первый вход которого поступают сигналы от рельсовых цепей (РЦ), на второй - низкое напряжение питания, выход и порт ввода/вывода подключены соответственно к первому входу и порту ввода/вывода усилителя мощности (УМ) соединительными устройствами, на второй вход УМ поступает низкое напряжение питания, на третий - высокое, с выхода УМ передают сформированные блоком обработки информации сигналы в рельсовую цепь (RU 99419, B61L 23/16, 15.06.2010).
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности оперативного управления кодом сигнала контроля рельсовой линии.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей, повышение информативности и достоверности передаваемой информации.
Технический результат достигается тем, что в устройство контроля рельсовых цепей тональной частоты содержит входной фильтр, блок обработки информации и усилитель мощности, формирователь комплексного сигнала, состоящий из формирователей сигналов контроля рельсовой линии, сигналов АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные генератор сигналов и кодер, при этом входы генераторов сигналов соединены через CAN шину с выходом управления персонального компьютера оператора автоматизированного рабочего места, управляющие входы кодеров соединены через CAN шину с выходом блока управления, а выходы кодеров подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом формирователя комплексного сигнала, который через цифро-аналоговый преобразователь соединен с входом усилителя мощности, блок обработки информации состоит из управляемого фильтра, к выходу которого подключены измерительный канал и частотный детектор, выходом соединенный с первым входом декодера, ко второму входу которого через пороговое устройство подключен выход измерительного канала, выход декодера соединен с решающим модулем, выход которого соединен с CAN интерфейсом, при этом управляющие входы управляемого фильтра и частотного детектора соединены с входами генераторов сигналов формирователя комплексного сигнала, а третий вход декодера соединен с управляющими входами кодеров, выход входного фильтра через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом управляемого фильтра блока обработки информации.
На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля рельсовых цепей тональной частоты.
Устройство контроля рельсовых цепей тональной частоты содержит последовательно соединенные входной фильтр 1, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 обработки информации, решающий модуль 9, соединенный с CAN интерфейсом, а также формирователь 10 комплексного сигнала, блок 3 обработки информации состоит из управляемого фильтра 4, к выходу которого подключены измерительный канал 5 и частотный детектор 7, выходом соединенный с первым входом декодера 8, ко второму входу которого через пороговое устройство 6 подключен выход измерительного канала 5, выход декодера 8 является выходом блока 3 обработки информации, который соединен с решающим модулем 9, формирователь 10 комплексного сигнала состоит из формирователей 11, 14 и 17 сигналов контроля рельсовой линии, сигналов АЛСН и сигналов АЛС-ЕН, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные генератор (соответственно 12, 14, 17) сигналов и кодер (соответственно 13, 16, 19), при этом входы генераторов 12, 14, 17 сигналов соединены через CAN шину с выходом управления персонального компьютера оператора автоматизированного рабочего места (на чертеже не показано), управляющие входы кодеров соединены через CAN шину с выходом блока управления (на чертеже не показано), а выходы кодеров 13, 16, 19 подключены к соответствующим входам сумматора 20, выход которого является выходом формирователя 10 комплексного сигнала, который через цифро-аналоговый преобразователь 21 соединен с входом усилителя мощности (на чертеже не показано), управляющие входы управляемого фильтра 4 и частотного детектора 7 соединены с входами генераторов 12, 15, 18 сигналов формирователя 10 комплексного сигнала, а третий вход декодера 8 соединен с управляющими входами кодеров 13. 16, 19.
Устройство контроля рельсовых цепей тональной частоты работает следующим образом.
Сигнал из рельсовой цепи поступает на входной фильтр 1, который обеспечивает фильтрацию в рабочей полосе частот всех каналов сигнала контроля рельсовой линии, и далее поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 2 для согласования их по уровням и динамическому диапазону. Оцифрованный сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 поступает на вход управляемого фильтра 4 блока обработки информации 3, выполняющего функцию подавления внеполосных частот. Настройка частоты принимаемого канала контроля рельсовой линии осуществляется оператором автоматизированного рабочего места через CAN-интерфейс при включении устройства. Сигнал с выхода управляемого фильтра 4 поступает в измерительный канал 5 и на частотный детектор 7.
Измерительный канал 5 может быть выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя двухполярного сигнала, амплитудного детектора и вычислителя среднего значения. Он вычисляет значение среднего уровня сигнала контроля рельсовой линии, передаваемое в пороговое устройство 6, определяет наличии сигнала контроля рельсовой линии по превышению уровня сигнала порога срабатывания, либо отсутствии сигнала контроля рельсовой линии, если уровень сигнала меньше порога срабатывания.
Для устранения неустойчивой работы системы при уровне сигнала близким к порогу срабатывания, пороговое устройство 6 имеет коэффициент возврата, отличный от единицы. Частотный детектор 7 обеспечивает преобразование частотно-манипулированного сигнала контроля рельсовой линии в двоичный последовательный код. Декодер 8 обеспечивает преобразование последовательного кода в параллельный восьмиразрядный код и сравнение его с кодом полученным от блока управления через CAN-интерфейс.
Цикл управления, осуществляемого посредством блока управления, составляет около 500 мсек, которое достаточно для оперативного управления кодом и изменения кода в зависимости от поездной или станционной ситуации. Результаты декодирования передаются в решающий модуль 9 для передачи в CAN-интерфейс. Настройка частоты и уровня формируемого сигнала контроля рельсовой линии на вход генератора 12 формирователя 11, настройка частоты и уровня формируемого сигнала АЛСН на вход генератора 15 формирователя 14 и настройка уровня формируемого сигнала АЛС-ЕН на вход генератора 18 формирователя осуществляется оператором автоматизированного рабочего места через CAN-интерфейс при включении устройства.
Сигналы с выходов генераторов 12, 15, 18 поступают на управляемые входы кодеров 13, 16, 19, где происходит кодирование (модулирование) сигналов в зависимости от управления кодами сигналов контроля рельсовой линии, АЛСН и АЛС-ЕН, получаемого от блока управления в цикле около 500 мсек через CAN-интерфейс, что обеспечивает оперативное управление кодом и позволяет изменять коды в зависимости от поездной или станционной ситуации.
Сигналы с выходов кодеров 13, 16, 19 формирователей сигналов контроля рельсовой линии 11, АЛСН 14 и АЛС-ЕН 17 поступают на сумматор 20, где происходит арифметическое суммирование мгновенных отсчетов сигналов контроля рельсовой линии, АЛСН и АЛС-ЕН. Сигнал с выхода сумматора поступает в цифро-аналоговый преобразователь 21, обеспечивающий преобразование цифровых отсчетов комплексного сигнала в аналоговый сигнал. Комплексный сигнал далее поступает на усилитель мощности (на чертеже не показан) и далее в рельсовую цепь.
Управление кодом сигнала контроля рельсовой линии в декодере 8 блока обработки информации 3 и в кодере 13 формирователя 11 происходит синхронно, что обеспечивает отсутствие сбоев в приеме сигнала контроля рельсовой линии при изменении кода сигнала контроля рельсовой линии.
Наличие в блоке 3 обработки информации и в формирователе 11 сигнала контроля рельсовой линии входа управления номером кода контроля рельсовой линии, который управляется блоком управления, позволяет в зависимости от поездной или станционной ситуации оперативно изменять номер кода для блока обработки информации 3 и формирователя 11 сигнала контроля рельсовой линии, что в свою очередь позволяет получить дополнительный канал передачи информации на локомотив за счет возможности оперативного управления номером кода сигнала контроля рельсовой линии.